首页> 中文学位 >螺旋桨负载特性的半实物仿真平台研究
【6h】

螺旋桨负载特性的半实物仿真平台研究

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 课题的来源及意义

1.2 吊舱推进螺旋桨特性的研究现状

1.2.1 螺旋桨特性的数值模拟

1.2.2 吊舱推进器数值模拟

1.2.3 吊舱推进船舶的运动仿真

1.3 半实物仿真简介

1.4 论文的主要研究内容

第2章 螺旋桨特性研究

2.1 螺旋桨推进特性

2.1.1 螺旋桨敞水特性介绍

2.1.2 螺旋桨四象限模型分析

2.2 吊舱推进器推进特性建模分析

2.2.1 吊舱推进器螺旋桨建模

2.2.2 吊舱本体建模

2.3 推进器与船体的相互作用

2.3.1 伴流系数的估算

2.3.2 推力减额系数的估算

2.4 本章小结

第3章 吊舱推进船舶运动模型研究

3.1 船舶运动坐标系

3.2 吊舱推进船舶运动模型

3.3 风浪流干扰数学模型研究

3.3.1 风力干扰数学模型

3.3.2 浪力干扰数学模型

3.3.3 流力干扰数学模型

3.4 本章小结

第4章 半实物仿真平台的软硬件设计与实现

4.1 半实物仿真平台的硬件系统设计

4.1.1 硬件系统整体设计

4.1.2 SINAMICS S120变频器与NI PXIe在线仿真器简介

4.1.3 半实物仿真平台软硬件接口设计

4.2 半实物仿真平台的软件程序设计

4.2.1 仿真工具LabVIEW简介

4.2.2 信号的采集和输出程序设计

4.2.3 吊舱推进器模型的程序实现

4.2.4 吊舱推进船舶运动软件仿真

4.2.5 风浪流环境干扰模型的程序实现

4.3 半实物仿真平台监控界面设计

4.4 本章小结

第5章 螺旋桨特性半实物仿真平台实验

5.1 直航实验

5.2 旋回实验

5.3 Z型操纵实验

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

展开▼

摘要

为了研究船舶电力推进系统,大连海事大学建立了吊舱式船舶电力推进系统实验室。实验室采用推进电机带负载电机构成的对拖系统来模拟实船推进电机带螺旋桨的工作情况。为了使电力推进系统最大程度上符合实船运行情况,就需要为推进电机提供最大程度上模拟实船螺旋桨特性的负载。船舶操纵过程中螺旋桨的工作特性很复杂,再加上风浪流对船舶的干扰作用,将会严重影响螺旋桨的推进特性。因此控制负载电机,使其模拟螺旋桨在实船环境下的工作特性,为推进电机提供负载,对研究船舶电力推进系统的动静态性能则显得尤为重要。
   本文根据本校船舶电力推进系统实验室建设的实际需要,以螺旋桨负载特性的半实物仿真平台为研究对象,分为软件仿真和硬件平台两部分。软件仿真在LabVIEW中完成,从螺旋桨的四象限模型出发,对拖式吊舱推进器进行了建模。以双吊舱推进系统为仿真对象,建立了吊舱推进船舶的平面运动模型和模拟海况的风浪流干扰模型。在拖式吊舱推进器的建模方面,将螺旋桨、舱体与支架组成的吊舱本体分别建模,再考虑螺旋桨对吊舱本体的影响。在船舶运动模型方面,采用了针对吊舱推进船舶特殊船型的Woodward公式来计算船体水动力系数。在风力干扰模型方面,采用了考虑风速廓线影响的藤原公式,并在其基础上做了改进。在浪力干扰模型方面,使用了JONSWAP波谱。将流对船体的干扰,归入船体水动力的计算中。
   设计了信号采集和输出程序,通过数据采集卡NI PXIe-6356为仿真程序提供输入信号,并将程序输出的控制信号送给控制负载电机的SINAMICS S120变频器。将编写好的LabVIEW程序下载到在线仿真器NI PXIe-8135中,在实时操作系统中运行。最后在半实物仿真平台上完成了静水和风浪流干扰下的直航、旋回和Z型操纵实验。设计的系统监控界面可在线设置参数并实时显示实验结果。实验结果表明,建立的吊舱推进船舶运动模型和风浪流干扰模型基本上能体现实船的情况,负载电机能够按照实船螺旋桨的工况给推进电机提供负载。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号