船用智能柴油机故障仿真研究

建立柴油机工作过程的仿真模型,试验验证模型的可靠性,证实AVL BOOST 软件在柴油机工作性能方面的预测能力,在此基础上对柴油机的故障进行仿真,探索不同故障下柴油机热力参数的变化规律.     

船用低速柴油机实时仿真模型开发及应用

以某型小缸径船用低速柴油机为对象,基于该柴油机一维性能模型,开展实时仿真模型的快速开发和标定。比较了简化后实时仿真模型与原性能模型的计算时间和仿真精度。应用该模型在硬件在环测试平台上测试新研制的柴油机控制器。试验结果表明,该模型可正常接收和反馈正确的控制器指令和柴油机运行参数,满足电控系统硬件在环测试的试验要求。     

低速船用柴油机瞬时扭矩预测模型与系统仿真

输出扭矩是柴油机电控和状态观测的一个重要参数。由于非接触式动态扭矩传感器价格高昂，不适合大规模的扭矩测量应用，因此，建立准确的扭矩模型是克服这一困难的捷径，对控制和状态观测都具有重要的意义。在常用于稳态仿真的容积法模型基础上，结合曲柄连杆机的动力学模型，建立了大型低速船用柴油机的扭矩预测模型；采用线性插值法简化燃油燃烧放热规律参数的计算；借助“浓排气”模型提高扫气过程的计算速度；并以6S60MC大型低速船用柴油主机为例，进行了仿真计算。结果显示，仿真示功图与实测图基本吻合，可准确预测多缸柴油机扭矩的变化。     

16VPA6STC柴油机改用MIXPC涡轮增压系统研究

介绍了最新开发的1＋2MIXPC涡轮增压系统及其排气管系的结构。该系统应用于16VPA6STC船用中速机上、代替原MPC增压系统。性能模拟和试验结果表明，只要能合理选择MIXPC涡轮增压系统排气管系的结构参数，即可保证各气缸头排温差不超标，还可以使气缸头及涡轮前排温降低，同时使油耗率下降。因此，16VPA6STC柴油机改用1＋2MIXPC涡轮增压系统代替原MPC增压系统是成功的。     

基于MATLAB、C++和Vega的减摇鳍控制系统视觉仿真

针对船舶减摇鳍系统,运用PID控制理论设计了控制器,利用MATLAB的强大数学运算能力模拟随机海浪对船舶在海浪及鳍的作用下的影响,将C 作为中间环节,实现MATLAB与Vega之间的数据传输,从而实现减摇仿真的视觉效果.该仿真系统令人满意.     

基于Visual C++6.0的船舶电站实时监控系统研究

主要基于Visual C 6.0开发平台,结合多媒体和数据库技术,设计船舶电站实时监控系统.系统采用两级控制模式,即工控机PC(上位机)和单片机(下位机),通过Modbus ASCⅡ通信协议实现两级之间的实时通信,完成对船舶电站柴油发电机组的监控.给出监控系统的实施方案,详细讨论船舶电站实时监控程序的编制要点.该监控系统界面友好、功能完善、可视性强.     

船用中速柴油机故障建模仿真研究

文章以某船用中速柴油机为研究对象,采用发动机仿真软件AVL-BOOST建立数学模型,完成柴油机工作过程数值计算,并在此模型基础上对中速柴油机常见故障进行模拟。从数值分析的角度解释故障现象,探索柴油机主要性能参数变化的规律,为故障诊断提供依据。     

基于BOOST船用柴油机热工故障仿真研究

利用BOOST仿真软件,建立电控化改造后的4190型柴油机工作过程数学模型。该模型的燃烧放热模块采用MCC燃烧模型,传热模块选用Woschni 1978模型,并用该电控柴油机试验数据验证模型的可靠性。结果表明,仿真计算与实验值误差均在2%以内。在此基础上,结合中速电控柴油机的特点,对柴油机在额定工况下喷油定时故障、喷油器喷孔磨损、单缸停油、中冷器效率下降、压气机效率下降及排气阀关闭定时故障进行仿真计算,探索电控柴油机性能指标与热工参数对不同故障的变化规律,从而为船用中速电控柴油机故障监测、诊断提供可行的依据。     

大功率舰用柴油机Modelica建模与故障模拟

为满足正常和故障状态下对多种型号舰用柴油机主要监测参数进行性能仿真,进而预测其运行特性的需要,针对柴油机系统建模过程中存在多学科、多尺度耦合的复杂性问题,着眼于提高柴油机模型的通用性、可重用性和建模效率,研究大功率舰用柴油机的标准化建模与性能预测问题。采用多领域统一建模语言Modelica建立四冲程柴油机通用模型库,在Mworks平台上进行系统集成,搭建某型舰用四冲程柴油机性能预测模型,并对模型可靠性和精度进行校核。在所建立模型的基础上,对该型柴油机在喷油定时故障和喷油器堵塞故障状态下的运行特性进行了预测和分析,得到了不同故障状态下柴油机监测参数的变化规律,为进一步的故障诊断工作建立研究基础。     

基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。     

舰船柴油发电机组隐蔽故障研究

针对舰船柴油发电机组使用和维修过程中偶发性隐蔽故障难以判断、排除的难题,将数据采集记录和故障信息分析技术应用于隐蔽故障的原因查找和故障处理,开发了一套适合于舰船维修环境使用的数据采集记录分析仪。以几型柴油发电机组运行参数的采集记录和故障信息分析作为试验实例,整理出有实用价值的隐蔽故障信息分析方法,可拓展应用于其它船机电设备的故障分析和处理。     

柴油机配气机构运动两种视觉仿真方法的比较

柴油机凸轮配气机构的凸轮型线比较复杂，其与运动的挺柱是视觉仿真开发的难点。在开发虚拟维修模块过程中，提出了两种实现配气机构运动学仿真的方法：一是进行理论计算，得到凸轮机构实时位置，然后依此实现视觉仿真，但此种方法占用系统资源较大，运行费时；二是以视觉仿真中碰撞检测技术作为开发手段，实现挺柱与凸轮之间相互作用的表现方法，找出碰撞检测技术的关键点，并且解决了应用这种方法时挺柱等机构出现的抖动问题。最后对两种方法进行了比较，指出后一方法较容易实现。     

用VC实现船舶管子样杆测量中全站仪与微机的通信

管系是船舶建造中的一个重要的组成部分，管子形状的数据采样是管子加工的前提。结合专门的计算软件，应用全站仪可以实现船舶管子样杆的数据采样。本文用实例介绍了如何在Windows环境下用Visual C 实现全站仪与便携式计算机的数据通信。     

基于EMD的柴油机失火故障诊断

提出了一种基于经验模式分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）和自回归（Auto Regression,AR）模型的柴油机失火故障诊断方法．对3110型柴油机断油故障及正常情况下的缸盖振动信号进行了测试分析,采用经验模式分解EMD方法对振动信号进行分解,得到固有模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）,对每一个IMF分量分别建立AR模型,以模型的自回归参数和残差的方差作为特征向量,用支持向量机（Support Vector Machines,SVM）进行分类,判断柴油机的工作状态和故障类型．实验结果分析表明,该方法即使在小样本情况下也能准确有效地诊断柴油机失火故障,能实现故障的实时自动化诊断．