基于XPE船舶动力电力系统建模与实时仿真

发布时间：2017-10-22 14:00

  本文关键词：基于XPE船舶动力电力系统建模与实时仿真

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【摘要】：船舶动力电力实时仿真系统作为船舶动力电力训练系统的核心部分,在具有动力电力训练系统基本操控功能的基础上,还对实时性有严格要求。利用Matlab图形化建模仿真工具搭建的仿真系统虽能较好的模拟船舶动力电力系统的动态特性,但却无法保证系统实时性。为了解决这个问题,本文利用基于RTW的实时仿真技术,将精确定时功能植入模型转化而来的C++代码之中,实现了船舶动力电力模型实时仿真。本文的主要研究内容如下：1.根据船舶动力电力实时系统的功能需求,运用Matlab/Simulink,建立起船舶电站柴油发电机组以及船舶动力系统模型,该模型能够对船舶电力系统的起动、并车和停车功能以及船舶动力系统启动停车功能进行模拟并能保证良好的动态特性。2.利用Matlab中的RTW工具箱,将船舶动力电力模型转化为C++代码,对转化之后的代码进行分析,将需要进行实时处理的代码分离出来。3.针对XPE (Windows XP Embedded)系统的需求,使用C++代码进行高精度定时,将满足定时精度的计时方法嵌入船舶动力电力模型转化的C++代码中,进而使不具有实时性质的Matlab代码具备实时性。经过大量试验测试,验证了经过RTW转换的基于XPE船舶动力电力系统的正确性、可靠性和实时性。
【关键词】：船舶动力电力系统 实时仿真 Matlab RTW XPE
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.1;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 船舶动力系统和电力系统仿真10-11
• 1.2.2 XPE系统11-12
• 1.3 本文研究内容12-14
• 第二章 基于XPE船舶动力电力实时仿真系统概述14-23
• 2.1 实时仿真系统软件平台14-15
• 2.2 船舶电力系统15-16
• 2.3 船舶动力系统16-18
• 2.3.1 船舶动力系统主机系统16-17
• 2.3.2 船舶动力系统冷却系统17-18
• 2.4 船舶动力电力嵌入式系统的相关技术应用18-21
• 2.4.1 MATLAB建模仿真技术的应用18-19
• 2.4.2 C++面向对象技术的应用19-21
• 2.5 基于XPE船舶动力电力实时仿真系统开发流程21-23
• 第三章 船舶动力系统主机系统的建模与仿真23-37
• 3.1 柴油机本体24-28
• 3.1.1 空燃比计算24-26
• 3.1.2 指示热效率26-27
• 3.1.3 动力模型27-28
• 3.2 压气机28-29
• 3.3 涡轮机29
• 3.4 转子29-30
• 3.5 扫气箱30
• 3.6 排气管30-31
• 3.7 中冷器31
• 3.8 船舶动力系统主机仿真图31-37
• 第四章 船舶动力系统冷却水系统的建模与仿真37-54
• 4.1 高温淡水回路热力学数学模型37-40
• 4.1.1 对主机缸套进行冷却的热力学数学模型38-39
• 4.1.2 造水机系统换热数学模型39-40
• 4.1.3 高温淡水系统三通阀模型40
• 4.2 低温淡水回路的热力学数学模型40-48
• 4.2.1 主机缸套水冷却器的热力学数学模型41-43
• 4.2.2 主机滑油冷却器的热力数学模型43-44
• 4.2.3 主机空气冷却器的热力数学模型44-45
• 4.2.4 低温淡水冷却器的热力学数学模型45-46
• 4.2.5 低温淡水系统三通阀混流模型46-47
• 4.2.6 低温淡水系统三通阀出口分流和低温淡水冷却器前混合模型47-48
• 4.3 船舶动力冷却水系统仿真图48-54
• 4.3.1 高温淡水仿真模块48-49
• 4.3.2 低温淡水系统仿真模块49-52
• 4.3.3 仿真曲线分析52-54
• 第五章 船舶电力系统的建模与仿真54-63
• 5.1 柴油机及其调控系统55-58
• 5.1.1 柴油机调速系统的数学模型55-56
• 5.1.2 柴油机及调速系统的仿真模型56-58
• 5.2 励磁系统的数学模型58-59
• 5.3 船舶电力系统单机仿真以及两机并车59-63
• 5.3.1 船舶柴油发电机组单机仿真及仿真结果59-61
• 5.3.2 船舶电力系统并车仿真61-63
• 第六章 基于RTW的船舶动力电力系统实时化63-73
• 6.1 RTW概念63
• 6.2 RTW的代码生成和程序工程创建63-65
• 6.3 仿真代码分解65-66
• 6.4 代码实时化66-71
• 6.4.1 实时工具的筛选66-68
• 6.4.2 定时程序结构的设计与选择68-70
• 6.4.3 仿真代码与精确计时代码融合70-71
• 6.5 实时仿真代码运行时间测试71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王海燕;张均东;任光;;大型船用柴油机建模与动态仿真[J];系统仿真学报;2006年09期

2 吴桂涛,孙培廷;船舶主柴油机缸套冷却水出口温度的智能控制[J];中国造船;2004年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙建波;船舶柴油主推进装置及其控制系统的建模与仿真研究[D];大连海事大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 见可可;船舶电力系统的建模与模糊控制研究[D];武汉理工大学;2012年

2 马芳芳;基于RTW的船舶电站实时仿真系统的研究[D];大连海事大学;2013年

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本文编号：1078627