燃燃联合动力装置半物理仿真试验研究

发布时间：2017-08-04 14:36

  本文关键词：燃燃联合动力装置半物理仿真试验研究

  更多相关文章： 燃气轮机 半物理仿真 动态模型 控制策略

【摘要】：随着造船技术的不断发展,联合动力装置在船舶上的运用越来越广泛。燃燃联合动力装置由于其机动性和运行管理比较方便而受到广泛应用。但是,两台或者多台燃气轮机共同工作时涉及到复杂的控制问题,本文设计了一套燃燃联合动力系统控制策略,通过试验验证控制策略的可行性。本文基于半物理仿真的思想,对燃燃联合动力装置进行了试验研究。半物理仿真的优势在于系统中难以建模的模块以实物出现在仿真环中,保证了整个仿真的可信度,同时,半物理仿真中的燃气轮机以模型代替,可以避免用实物进行试验带来的风险。本文的主要工作包括:1.采用非线性,模块化建模方法,在LabVIEW平台上搭建了船用双轴燃气轮机动态仿真模型。2.进行试验台变频电机扭矩控制改装。选型安装试验台变频电机编码器,并进行调试和变频器数据重新设定等工作,实现了变频电机扭矩控制的,为燃气轮机物理效应模拟奠定了基础。3.建立了燃燃联合动力半物理仿真PXI测控系统和软件平台。软件平台组成有人机交互界面,燃气轮机仿真模块等;PXI测控系统包括数据采集,变频电机扭矩信号发送等。4.进行燃燃联合动力装置控制策略研究,并制定了整个试验的控制策略。5.进行燃燃联合动力半物理仿真试验,验证控制策略的可行性。试验结果表明设计的控制策略能满足燃燃联合动力半物理仿真的要求,同时用一种新的思路实现了模型和硬件之间的连接,用电机模拟出燃气轮机的物理效应,基本达到预想的试验要求。
【关键词】：燃气轮机 半物理仿真 动态模型 控制策略
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 燃燃联合动力国内外研究应用现状10-11
• 1.3 动力装置仿真国内外研究进展11-12
• 1.4 半物理仿真12
• 1.5 本文主要工作内容12-14
• 第二章 船用双轴燃气轮机建模仿真研究14-28
• 2.1 燃气轮机模块化建模仿真研究14-15
• 2.1.1 燃气轮机模块化建模14-15
• 2.1.2 容积法在燃气轮机建模中的应用15
• 2.2 工质热力过程计算15-18
• 2.3 LabVIEW仿真平台概述18-20
• 2.4 船用燃气轮机模型模块化建模20-25
• 2.4.1 压气机模块21-22
• 2.4.2 燃烧室模块22
• 2.4.3 高压涡轮模块与动力涡轮模块22-23
• 2.4.4 管道容积模块23
• 2.4.5 转子模块23
• 2.4.6 负载模块23
• 2.4.7 LabVIEW平台燃气轮机建模23-25
• 2.5 建模结果25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 燃燃联合动力半物理仿真系统设计28-45
• 3.1 半物理仿真总体设计28-30
• 3.2 PXI测控系统30-34
• 3.2.1 PXI总线技术30
• 3.2.2 PXI硬件架构30-34
• 3.3 软件系统设计34-39
• 3.3.1 软件系统项目设计34-35
• 3.3.2 人机交互界面设计35-36
• 3.3.3 燃气轮机仿真模型设计36-37
• 3.3.4 数据交互设计37-39
• 3.4 硬件系统设计39-44
• 3.4.1.驱动电机39-41
• 3.4.2 自动同步离合器41-42
• 3.4.3 并车齿轮箱42-43
• 3.4.4 直流电力测功机43-44
• 3.4.5 转速转矩传感器44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 燃燃联合动力控制策略研究45-56
• 4.1 并车控制技术研究45-48
• 4.2 燃机燃油功率曲线48-50
• 4.3 燃燃联合动力控制器设计50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 试验结果56-71
• 5.1 PID转速控制试验56-59
• 5.2 并车过程试验结果59-63
• 5.3 并车加速过程试验结果63-66
• 5.4 解列过程试验结果66-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;地球观察卫星半物理仿真设备[J];中国航天;1993年09期

2 林来兴;;卫星控制系统半物理仿真实验和多转台仿真方法[J];航天控制;1993年04期

3 李代金;党建军;赵彩科;罗凯;;水下热动力推进系统半物理仿真试验台设计[J];机械与电子;2005年12期

4 王峰;曹喜滨;邱文勋;张世杰;孙兆伟;;小卫星控制系统半物理仿真验证平台[J];哈尔滨工业大学学报;2008年11期

5 延皓;叶正茂;丛大成;韩俊伟;李洪人;;空间对接半物理仿真原型试验系统[J];机械工程学报;2007年09期

6 杨力;张会生;苏明;;半物理仿真中下位机程序的设计与实现[J];微计算机信息;2008年04期

7 胡春波;曾庆化;钱伟行;;动态传递对准与导航一体化半物理仿真研究[J];海军航空工程学院学报;2009年06期

8 余波;朱纪洪;范勇;熊军;施越红;;飞行控制系统大闭环半物理仿真研究[J];航天控制;2010年02期

9 石磊;张新邦;万磊;牟小刚;管乐鑫;;人控交会对接九自由度半物理仿真试验系统设计及验证[J];空间控制技术与应用;2013年04期

10 邬明正;;关于机载航空电子综合系统的半物理仿真测试[J];航空精密制造技术;1991年01期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 程少华;崔祜涛;崔平远;;深空探测器姿态大角度机动与稳定控制半物理仿真研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年

2 江平;时瑞军;武一冰;陈志豪;;航空发动机控制系统半物理仿真试验器设计[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年

3 夏绍平;葛益波;;无人机地面方向控制系统半物理仿真研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

4 张会生;刘永文;苏明;翁史烈;;燃气轮机调速系统半物理仿真研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年

5 原劲鹏;曲溪;杨涤;;用户星复合控制半物理仿真试验系统的xPC实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年

6 罗凯;党建军;王育才;;水下半物理仿真实验台背压模拟系统研制[A];2010年中国造船工程学会优秀学术论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 贾杰;航天器姿态半物理仿真原理及其试验方法研究[D];西北工业大学;2006年

2 吴海彬;基于半物理仿真的海上平台沉浮运动研究[D];浙江大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张宗涛;工程机械行驶驱动系统半物理仿真平台设计[D];长安大学;2009年

2 李跃跃;小型涡扇发动机燃油控制半物理仿真试验系统[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年

3 吴继传;燃燃联合动力装置半物理仿真试验研究[D];上海交通大学;2015年

4 刘龙;船舶综合平台管理系统半物理仿真平台的网络构建技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

5 李广瑞;调距桨系统半物理仿真研究[D];中国舰船研究院;2014年

6 张壮;空间对接半物理仿真平台研究[D];上海交通大学;2014年

7 席勇辉;海洋柔性管缆疲劳半物理仿真试验研究[D];大连理工大学;2012年

8 郭志强;水声通信算法半物理仿真平台的设计与开发[D];中国海洋大学;2010年

9 左芸;飞/推综合控制半物理仿真平台及监控系统设计[D];南京航空航天大学;2004年

10 林福泉;工程机械液压系统半物理仿真平台研究[D];集美大学;2010年

，

本文编号：620109