某艦推進系統(tǒng)綜合性能的仿真研究.pdf

1、計算機仿真技術是一門綜合性很強的技術學科和試驗學科，它是利用系統(tǒng)的數學模型在計算機上進行的試驗，是預測和研究系統(tǒng)性能的有效手段，主要特點是投資少、見效快、無風險。 某艦是我國海軍正在研制的新型艦艇，其推進系統(tǒng)主要由四臺PA6柴油機、四只液力偶合器、兩個減速齒輪箱、兩根調距槳和一套控制系統(tǒng)組成。由于該型軍艦在國內首次采用CODAD型推進方式；推進主機及控制系統(tǒng)是國內新研產品，還沒有裝船使用過；并車齒輪箱和調距槳分別從國外引進；同時

2、該艦設計和建造周期短、使用工況多、技術要求高，所以需要先通過計算機仿真來分析這個復雜的推進系統(tǒng)的穩(wěn)、動態(tài)的配合特性及控制系統(tǒng)的控制策略，以減少該新型艦艇的研制、實驗費用和風險，縮短實驗周期，保證該艦安全、可靠、經濟地運行。 從符合課題研究目的、又要經濟性通用性好、便于升級提高的角度考慮，本課題的仿真模型使用MATLAB/SIMULINK6.0版建立。通過對該艦推進系統(tǒng)的科學分析，依據國內、外的設計單位和供貨公司的實驗數據或設計參

3、數，在原有的研究的基礎上，進一步修改和完善了該艦推進系統(tǒng)在靜水、無風浪條件工作一維直線運動的合理、正確的數學模型及仿真模型。 利用建立好的推進系統(tǒng)仿真模型，經多次運算獲得各工況、不同螺距—轉速關系下，船—機—槳各主要參數的穩(wěn)態(tài)值，檢驗了該艦的快速性和可靠性，并為動態(tài)性能的研究提供了基礎。在穩(wěn)態(tài)性能仿真結果數據的基礎上，本文進一步建立了推進系統(tǒng)的經濟性優(yōu)化模型，通過計算，得到了機槳最優(yōu)匹配的經濟性方案。優(yōu)化結果表明，低航速（≤20

4、節(jié)）時，無論從經濟性，還是保護主機的角度講，采用雙機雙槳模式都是十分有利的。航速大于20節(jié)時，雙機雙槳模式不能滿足快速性的要求，航行模式切換到四機雙槳。航速大于24節(jié)時，每海里耗油量的增長率較航速的增長率大大提高，經濟性迅速惡化，因此應將該艦巡航速度限制在24節(jié)以下。 利用聯(lián)調好的推進裝置和控制系統(tǒng)的仿真模型，本文研究了該艦在某典型工況（全速正車到全速倒車的急停工況）下的動態(tài)性能。作為機動性預測的一部分，本文比較了不同控制方案、