船舶輔鍋爐仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與軟件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著船舶技術(shù)水平的不斷發(fā)展，對(duì)船舶管理人員的技術(shù)要求也越來(lái)越高，提高船舶管理人員的操作、管理能力已經(jīng)成為航海界的共識(shí)。船舶輔鍋爐是船舶重要的輔機(jī)之一，也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制最早的設(shè)備之一。如何安全、有效的操作船舶輔鍋爐具有非常重要的意義。因此，對(duì)船舶輔鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和軟件仿真是非常必要的。
　　 本課題主要仿真對(duì)象是5250系列的全集裝箱船上的一臺(tái)燃油輔鍋爐和一臺(tái)廢氣鍋爐。首先分析了輔鍋爐系統(tǒng)的工作過(guò)程及動(dòng)態(tài)特性，介紹輔鍋爐系

2、統(tǒng)的組成，列出了輔鍋爐系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理簡(jiǎn)化和必要的假設(shè)，將船舶輔鍋爐系統(tǒng)劃分為燃燒、汽包、燃油加熱器等系統(tǒng)。然后根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)和部件的工作原理，應(yīng)用質(zhì)量、能量守恒定律和熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等基本理論，采用混合建模的方法，建立船舶輔鍋爐系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 分析輔鍋爐控制系統(tǒng)的特性，提出控制系統(tǒng)的任務(wù)，即控制鍋爐水位，鍋爐汽包壓力和鍋爐燃油溫度。根據(jù)已建的船舶輔鍋爐數(shù)學(xué)模型，分別設(shè)計(jì)鍋爐水位、鍋爐汽包壓力

3、和鍋爐燃油溫度PID控制算法，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)時(shí)的聯(lián)合控制仿真。仿真結(jié)果表明各個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程基本符合實(shí)際輔鍋爐動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，所建數(shù)學(xué)模型合理有效。為了提高鍋爐水位控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了鍋爐汽包水位的串級(jí)廣義預(yù)測(cè)控制。
　　 結(jié)合已建立的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)的控制算法，使用VC++開(kāi)發(fā)語(yǔ)言完成輔鍋爐仿真系統(tǒng)的主界面、水系統(tǒng)界面、燃油系統(tǒng)界而、蒸汽系統(tǒng)界面、控制面板界面、曲線界面及相關(guān)元件界面的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示汽包壓力