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船舶联合动力半物理仿真系统
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:568 更新时间:2014/10/15 5:59:14           ★★★

通过实际实验台了解联合动力装置的组成和运行原理,通过半物理仿真软件实现实际实验台的远程监控,开展柴然联合发电、并车等高危高耗实验,达到预期的实验效果。拓展实验空间,并可掌握全面掌握联合动力装置的性能特性和关键技术。利用该系统可研究多种联合动力装置的运行特性,船舶推进有效的动力控制方式和策略,能够减少重复实验费用,提高实验效率。实验系统对应船舶动力装置、燃气轮机装置原理、燃气轮机电站等专业课程,可以开设柴燃联合发电实验、船舶联合动力装置并车控制实验、船舶联合动力输出特性实验、联合动力故障模拟与诊断实验等实验项目。

 

半物理仿真实验系统构成及原理:

船舶联合动力半物理仿真实验台架构图如图2所示。学生实验操控台位于动力实验楼3221房间,实物台架布置实验楼一楼3121房间,可以通过TCP/IP局域网与一楼联合动力装置实验台实现通信连接,完成数据共享。

 

2 联合动力半物理仿真试验系统的结构图

 

该系统主要包括以下设备:

1)上位机1:主要完成动力装置的建模、离线仿真、实时代码生成功能。

2)上位机2:主要用于仿真过程中仿真数据的实时监测、仿真结果后处理。

3)仿真计算机1:实时运行原动机模型,并通过采集板卡和CAN总线同其它仿真机、上位机和动力装置控制系统实现通信。

4)仿真计算机2:实时运行传动系统模型,并通过采集板卡和CAN总线同其它仿真机、上位机和动力装置控制系统实现通信。

5)仿真计算机3:实时运行负载模型,并通过采集板卡和CAN总线同其它仿真机、上位机和动力装置控制系统实现通信。

6)通信设备:采集板卡、TCP/IP网络路由器、CAN总线设备等。

7)在环硬件设备:动力装置控制系统和/或动力装置中需要研究的部分,如电子控制油门杆等。监控显示系统界面友好,实验原理图如图3所示:

    

Ø  实验系统功能及可开展的实验项目:

实验系统功能

可开展的虚仿实验项目

备注

通过半物理仿真实验研究多种联合动力装置的运行特性,及船舶推进有效的动力控制方式和策略,以减少重复实验费用,提高实验效率。

柴燃联合发电实验

高危、高耗实验项目

动力装置并车控制实验

高危、高耗实验项目

联合动力输出特性实验

高危、高耗实验项目

故障模拟与诊断实验

现实中难以实现

Ø  实验操作步骤及使用说明:

半物理仿真实验运行界面,及点击“开始”后进入的下一级界面如图4所示:

  

 

4 《联合动力半物理仿真试验系统仿真软件》操作界面

在图4用户界面中可以选择“燃气轮机本体仿真实验”、“燃气轮机发电模块”仿真实验、“数据处理”仿真实验及空气、燃气热力性质计算仿真实验这四大功能选项,燃气轮机本体及发电仿真实验界面如图5所示:

 

 

5燃机轮机本体及发电仿真实验界面

第一步:打开软件的工程结构图;

第二步:点击测控运行主界面,进入联合动力半物理仿真试验系统测控面,如图6左所示;

第三步:燃机模型下载到仿真机运行后,点击1#燃机启动按钮,实现1#燃机的启动,并可根据选择按钮选择控制模式,控制模式分为:“手动控制”、“自动控制”“并车控制”三种模式。图6左为1#燃机启动后以自动控制方式由1100r/min30s时间加速到1600r/min的过程图。

第四步:点击2#燃机启动按钮,如图6右所示。

第五步:当两台燃机转速相等时,分别选择“并车模式”,可以实现两台燃机的并车运行,功率由两台燃机共同承担,如图7所示。

 

  

 

6联合动力半物理试验平台测控系统运行主界面

7 联合动力半物理仿真平台测控实验项目运行主界面-1号与2号燃机并车

第六步:点击“CAN接收”按钮,可以显示CAN通讯数据传输功能。

第七步:试验结束后,可以通过点击“数据分析”来进行“历史数据查询”、“历史运行曲线回放”、“x-y关系曲线分析”等功能来进行试验数据的分析,如图8所示。

  

 

8实验历史数据查询分析界面

 

 

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