船用冷凝器真空专家控制系统研究.pdf

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1、第38卷第5期舰船科学技术Vol.38,No.52016年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay,2016船用冷凝器真空专家控制系统研究龚娴，孙建华，邹海(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430205)摘要:为缓解冷却水温度变化对真空控制系统的不利影响，根据船用冷凝器的工作原理与结构特点，建立冷凝器的数学模型，并设计冷凝器真空的专家控制系统。利用Simulink对冷凝器真空控制系统进行变负荷、变冷却水温度的仿真实验。结果表明，冷凝器真空的专家控制系统能有效地维持冷凝器真空不变。这对

2、冷凝器真空控制系统的设计具有重要的参考意义。关键词：冷凝器；真空；专家控制中图分类号：U664.5+2文献标识码：A文章编号：1672–7619(2016)05–0101–04doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2016.05.022ResearchontheexpertcontrolsystemofvacuumforthemarinecondenserGONGXian,SUNJian-hua,ZOUHai(WuhanSecondShipDesignandResearchInst

3、itute,Wuhan430205,China)Abstract:Inordertorelaxtheunfortunateeffectwhichthevariationofcoolingwatertemperatureplaysonthesystemofcondenservacuumcontrolamathematicmodelofamarinecondenserispresentedaccordingtoitsworkingprincipleanditsstructurefeatures.Anexp

4、ertcontrolsystemofcondenservacuumisdesigned.Simulinksoftwareisusedforthesimulationofthecontrolsystem.Inthesimulation,theloadofcondenserandthetemperatureofcoolingwaterchangesseparately.Resultshowsthatthecondenservacuumiskeptinvariantbytheexpertcontrolsys

5、temIthasreferringsignificanceforcontrolsystemdesignofcondenservacuumKeywords:condenser；vacuum；expertControl0引言行远洋航行时，冷却水（即海水）温度变化明显。以上文献均没有考虑冷却水温度变化对冷凝器真空控制冷凝器是汽轮机热力系统中的一个重要换热设系统的不利影响。备，在汽轮机热力循环中起着冷源的作用，降低汽轮本文在冷凝器数学模型的基础上，利用实验方法机排汽压力和排汽温度，能提高循环的热效率。维持获取

6、专家知识，并设计冷凝器真空的专家控制系统。冷凝器真空不变，是冷凝器运行安全性和经济性的重通过专家知识库给出不同冷却水温度以及不同蒸汽流要保证。文献[1–6]根据冷凝器的工作原理与结构特量下，所需要的抽气器进汽调节阀开度和冷却水泵进点建立了冷凝器的数学模型。万华庆等[7]通过大量现汽调节阀开度，改变冷却水流量和抽气器抽气量。从场试验，寻找参数变化规律，仿照专家的人工操作经而实现对冷凝器真空的自动控制。验，提出冷凝器真空仿人逻辑控制策略，并已经应用1船用冷凝器数学模型于某船用冷凝器真空控制系统。张伟[8]

7、设计了基于规则的冷凝器压力协调控制系统，通过调节冷却水泵和1.1假设条件抽气器来实现对压力的控制。余天星[9]设计了基于单1）在壳侧的蒸汽区，认为是定压凝结，在定压的神经元和模糊推理的冷凝器真空模糊自整定控制器，条件下凝结蒸汽温度不变；能有效控制冷凝器真空。船舶在海上航行，尤其是进2）忽略管子蓄热，视管壁温度与蒸汽温度相等；收稿日期:2015–11–21；修回日期:2016–01–28作者简介:龚娴(1990–)，女，硕士研究生，研究方向为核动力装置仿真与控制。·102·舰船科学技术第38卷3）由于蒸

8、汽体积远大于热井冷凝水体积，可视为凝管内冷却水质量。蒸汽体积等于冷凝器体积且为定值；2专家控制系统设计与仿真验证4）不考虑冷凝器向环境散热。1.2冷凝器模型利用Simulink平台搭建仿真模型，模型结构如图11.2.1冷凝器壳侧所示。1）蒸汽凝结过程以蒸汽为研究对象，蒸汽的能量方程和质量方程分别为：d∑(mshs)=GihiqnhwqchcQ，(1)dids∑V=Giqnqc。(2)di式中：ms为蒸汽质量，hs为饱和蒸汽焓值，qn为蒸汽