Nabtesco主机遥控系统的可视化仿真及其应用研究
发布时间：2021-06-22 09:21
主机遥控系统是一个典型的复杂系统,因其结构繁杂、组成的模块多,一旦发生故障,难于判断和处理,船舶因遥控系统故障造成停航乃至重大碰撞事故时有发生,因此加强船员对主机遥控系统的培训和训练,是现代轮机管理的一项重要内容。随着船舶控制系统的不断发展,出现了多种主机遥控系统,日本生产的Nabtesco主机遥控系统因其具有性能稳定、操作方便等特点而被广泛应用在商船上。在现有的轮机仿真训练系统中,主机遥控系统主要是Autochief 4和ACC20为主,已经无法满足主机遥控系统的培训和训练的要求,为了进一步完善现有的轮机仿真训练系统,开发一套适合培训的Nabtesco主机遥控仿真系统迫在眉睫。首先,为了解决现有轮机模拟器的主机遥控系统类型不全的问题,本文以RTA柴油机推进系统为研究对象,针对该系统的组成和模拟器主机遥控系统培训大纲的要求,利用模块化建模方法,分别建立了 Nabtesco主机遥控系统、RTA48T-B型主机气动操纵系统和推进装置数学模型;利用VC++对数学模型进行了编程计算,仿真实验表明,仿真模型能够实时反映实际系统的变化规律和控制功能,可满足船员培训机构对船员的培训要求;其次,为了进...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１?Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的组成??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｂｔｅｓｃｏ?ｍａｉｎ?ｅｎｇｉｎｅ?ｒｅｍｏｔｅ?ｃｏ?
?大连海事大学硕士学位论文???结合图２．１以及Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的技术特点，将Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的控??制过程进行了系统研究，图２．２给出了车钟与调速器系统的控制原理图。??ＺＨ＿＿??＾?死区按钮?手动燃油??转速设定?平苴死区?设定珀出??设定?ｉｉ?Ｌ?－?｜??—??ｍＴＵ?Ｉ１＾１１＾１?ｉＴｉｆｌｒ?，Ｔ＿．?Ｋ??Ｉ?＇?篷?一￣模式和伏态一￣?｜．起定?｜?ｄ蓮碧??机旁车令序车择＾?＝?２Ｓ?—?ｉｌｉｌｌｉｒ?ｉｌｌｉ?＇??＾?停车Ｉ?Ｉ延迟时间?丨??＋?，??Ｌｍ????ｉＳ＾Ｕ?—?????＾ＱＱＱ９Ｑ??ｐｒＲｒ严?ｗ．騮ｓ?嗣门＾——??扫气２气压力Ｐ艮制＋齿鐾裏换—燃油齿条??ｆＥｘｒ１８?＾?＾?＾?ｍ??Ｉ＇?咖？??图２．?２车钟与调速器系统的控制原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｌｏｃｋ?ａｎｄ?Ｇｏｖｅｒｎｏｒ?Ｓｙｓｔｅｍ??从图中可以看出，当操作人员扳动车钟手柄时，车钟系统会将当前车钟手柄的位置??信号转变为电压信号，并将电压信号按照电压与转速之间的对应关系转变为设定转速??值，输出车令信号与转速设定值会被发送给电子调速器。调速器接收到车令信号后会按??照控制逻辑关系对主机气动操纵系统进行逻辑操控。同时，调速器对接收到的转速设定??值信号会经过一系列的转速限制环节（包括最低稳定转速限制、故障降速限制、程序加??减速限制、临界转速避让、轮机长最大转速限制）的处理，之后，调速器根据设定转速??值与实际转速值的偏差值计算输出的
灯闪烁，?车钟声今报窖消??，?ｉ??ｓ?且车钟声光报聱?丨音??“Ｃ／Ｒ”?灯常亮，“Ｗ／Ｈ”?指示?“ＬＯＣＡＬ”?灯熄灭，—￣?Ｔ?Ｔ??灯熄灭，且车钟声光报警消音?“Ｗ／Ｈ”指示灯变为常??１???１???—?ｉ?—?＾亮，且车钟声光报警消音?控制位切换到本地?控制位切换到集控室??控制位切换到集控室?丨?★?丨???－Ｔ－?？控制位切换到驾控台??＾＾ｌ—ｊｇｇ?—．?＿?Ｊ????（?结束?）??图２．?４主机控制位置切换的逻辑流程图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｌｏｇｉｃ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ??在控制位切换过程中，同时伴随有指示灯的闪烁、常亮、熄灭的变化以及蜂鸣器报??警与消音过程，本文都在该逻辑流程图中进行了总结。??２．３起动逻辑控制单元的数学模型??逻辑控制单元是主机遥控制系统中逻辑关系最为复杂的部分。它可以根据操控手柄??发出的车令信号按照逻辑关系以及时序依次控制各个器件或遥控阀件，最终使主机依照??设定好的逻辑关系完成各项逻辑动作，例如起动、停车、换向等。本文将主机遥控的逻??辑控制关系按照其技术特点，整理了各控制逻辑的数学模型。??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中外轮机模拟器对比分析[J]. 张勇亮,张均东. 中国水运(下半月). 2018(11)
[2]面向实船训练的柴油机主动力装置机理建模[J]. 石恒,王斌. 机电技术. 2018(03)
[3]船用发电柴油机调速器的数学建模和仿真研究[J]. 陈坚. 系统仿真学报. 2018(03)
[4]舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析[J]. 霍国义. 舰船科学技术. 2017(22)
[5]船舶动力系统电子调速器仿真技术研究[J]. 曹月真,张月华. 舰船科学技术. 2017(04)
[6]某船主机遥控系统故障分析与维修[J]. 陈明亮. 航海技术. 2016(06)
[7]全任务轮机模拟器的应用与发展[J]. 郑恒持,蒋丁宇,任光,陈龙,卢光松. 世界海运. 2016(11)
[8]MAN-B&W-MC/MCE型主机气动操纵系统的故障分析及处理[J]. 汪铭强,王帅军,朱发新,陈甜. 中国修船. 2016(05)
[9]轮机模拟器实操培训的自动评分方法[J]. 郭慧茹,胡以怀. 航海教育研究. 2016(02)
[10]非水平直圆管中黏性流体层流流量公式的推导及实验验证[J]. 路阳. 大学物理实验. 2016(02)
博士论文
[1]船舶柴油推进装置多工况数学模型及轮机实操评估系统研究[D]. 张巧芬.大连海事大学 2016
硕士论文
[1]万箱船轮机模拟器的虚拟设计及通信实现[D]. 席朝飞.大连海事大学 2018
[2]调距桨及其控制单元的仿真研究与应用[D]. 张辉.大连海事大学 2018
[3]海洋运输在“一带一路”战略中的地位研究[D]. 郝雨浓.大连海事大学 2017
[4]基于互联网的轮机模拟协作训练系统研究[D]. 史兴晨.大连海事大学 2017
[5]Nabtesco主机遥控系统的仿真[D]. 郭天柱.大连海事大学 2016
[6]NABCO M-800Ⅲ型主机遥控系统仿真研究与应用[D]. 汪宗御.大连海事大学 2015
[7]船用柴油机调速器性能仿真分析[D]. 郭凯.大连理工大学 2013
[8]船舶模块化设计技术研究[D]. 王婷婷.江苏科技大学 2011
[9]海船船员轮机智能考试系统的研究与开发[D]. 张欢.大连海事大学 2010
[10]船舶主机遥控系统的设计与实现[D]. 马杰.大连海事大学 2010
本文编号：3242585
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１?Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的组成??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｂｔｅｓｃｏ?ｍａｉｎ?ｅｎｇｉｎｅ?ｒｅｍｏｔｅ?ｃｏ?
?大连海事大学硕士学位论文???结合图２．１以及Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的技术特点，将Ｎａｂｔｅｓｃｏ主机遥控系统的控??制过程进行了系统研究，图２．２给出了车钟与调速器系统的控制原理图。??ＺＨ＿＿??＾?死区按钮?手动燃油??转速设定?平苴死区?设定珀出??设定?ｉｉ?Ｌ?－?｜??—??ｍＴＵ?Ｉ１＾１１＾１?ｉＴｉｆｌｒ?，Ｔ＿．?Ｋ??Ｉ?＇?篷?一￣模式和伏态一￣?｜．起定?｜?ｄ蓮碧??机旁车令序车择＾?＝?２Ｓ?—?ｉｌｉｌｌｉｒ?ｉｌｌｉ?＇??＾?停车Ｉ?Ｉ延迟时间?丨??＋?，??Ｌｍ????ｉＳ＾Ｕ?—?????＾ＱＱＱ９Ｑ??ｐｒＲｒ严?ｗ．騮ｓ?嗣门＾——??扫气２气压力Ｐ艮制＋齿鐾裏换—燃油齿条??ｆＥｘｒ１８?＾?＾?＾?ｍ??Ｉ＇?咖？??图２．?２车钟与调速器系统的控制原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｌｏｃｋ?ａｎｄ?Ｇｏｖｅｒｎｏｒ?Ｓｙｓｔｅｍ??从图中可以看出，当操作人员扳动车钟手柄时，车钟系统会将当前车钟手柄的位置??信号转变为电压信号，并将电压信号按照电压与转速之间的对应关系转变为设定转速??值，输出车令信号与转速设定值会被发送给电子调速器。调速器接收到车令信号后会按??照控制逻辑关系对主机气动操纵系统进行逻辑操控。同时，调速器对接收到的转速设定??值信号会经过一系列的转速限制环节（包括最低稳定转速限制、故障降速限制、程序加??减速限制、临界转速避让、轮机长最大转速限制）的处理，之后，调速器根据设定转速??值与实际转速值的偏差值计算输出的
灯闪烁，?车钟声今报窖消??，?ｉ??ｓ?且车钟声光报聱?丨音??“Ｃ／Ｒ”?灯常亮，“Ｗ／Ｈ”?指示?“ＬＯＣＡＬ”?灯熄灭，—￣?Ｔ?Ｔ??灯熄灭，且车钟声光报警消音?“Ｗ／Ｈ”指示灯变为常??１???１???—?ｉ?—?＾亮，且车钟声光报警消音?控制位切换到本地?控制位切换到集控室??控制位切换到集控室?丨?★?丨???－Ｔ－?？控制位切换到驾控台??＾＾ｌ—ｊｇｇ?—．?＿?Ｊ????（?结束?）??图２．?４主机控制位置切换的逻辑流程图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｌｏｇｉｃ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ??在控制位切换过程中，同时伴随有指示灯的闪烁、常亮、熄灭的变化以及蜂鸣器报??警与消音过程，本文都在该逻辑流程图中进行了总结。??２．３起动逻辑控制单元的数学模型??逻辑控制单元是主机遥控制系统中逻辑关系最为复杂的部分。它可以根据操控手柄??发出的车令信号按照逻辑关系以及时序依次控制各个器件或遥控阀件，最终使主机依照??设定好的逻辑关系完成各项逻辑动作，例如起动、停车、换向等。本文将主机遥控的逻??辑控制关系按照其技术特点，整理了各控制逻辑的数学模型。??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中外轮机模拟器对比分析[J]. 张勇亮,张均东. 中国水运(下半月). 2018(11)
[2]面向实船训练的柴油机主动力装置机理建模[J]. 石恒,王斌. 机电技术. 2018(03)
[3]船用发电柴油机调速器的数学建模和仿真研究[J]. 陈坚. 系统仿真学报. 2018(03)
[4]舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析[J]. 霍国义. 舰船科学技术. 2017(22)
[5]船舶动力系统电子调速器仿真技术研究[J]. 曹月真,张月华. 舰船科学技术. 2017(04)
[6]某船主机遥控系统故障分析与维修[J]. 陈明亮. 航海技术. 2016(06)
[7]全任务轮机模拟器的应用与发展[J]. 郑恒持,蒋丁宇,任光,陈龙,卢光松. 世界海运. 2016(11)
[8]MAN-B&W-MC/MCE型主机气动操纵系统的故障分析及处理[J]. 汪铭强,王帅军,朱发新,陈甜. 中国修船. 2016(05)
[9]轮机模拟器实操培训的自动评分方法[J]. 郭慧茹,胡以怀. 航海教育研究. 2016(02)
[10]非水平直圆管中黏性流体层流流量公式的推导及实验验证[J]. 路阳. 大学物理实验. 2016(02)
博士论文
[1]船舶柴油推进装置多工况数学模型及轮机实操评估系统研究[D]. 张巧芬.大连海事大学 2016
硕士论文
[1]万箱船轮机模拟器的虚拟设计及通信实现[D]. 席朝飞.大连海事大学 2018
[2]调距桨及其控制单元的仿真研究与应用[D]. 张辉.大连海事大学 2018
[3]海洋运输在“一带一路”战略中的地位研究[D]. 郝雨浓.大连海事大学 2017
[4]基于互联网的轮机模拟协作训练系统研究[D]. 史兴晨.大连海事大学 2017
[5]Nabtesco主机遥控系统的仿真[D]. 郭天柱.大连海事大学 2016
[6]NABCO M-800Ⅲ型主机遥控系统仿真研究与应用[D]. 汪宗御.大连海事大学 2015
[7]船用柴油机调速器性能仿真分析[D]. 郭凯.大连理工大学 2013
[8]船舶模块化设计技术研究[D]. 王婷婷.江苏科技大学 2011
[9]海船船员轮机智能考试系统的研究与开发[D]. 张欢.大连海事大学 2010
[10]船舶主机遥控系统的设计与实现[D]. 马杰.大连海事大学 2010
本文编号：3242585
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