【摘要】：由于蒸汽輪機(jī)具有單機(jī)功率大、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性高、對(duì)燃料品質(zhì)要求低等優(yōu)點(diǎn),因此現(xiàn)代大型艦船依然廣泛使用蒸汽動(dòng)力做為主推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。伴隨著蒸汽輪機(jī)在大型艦船上的廣泛使用,汽輪機(jī)控制器行業(yè)得到快速發(fā)展,然而眾多新研制出來(lái)的汽輪機(jī)控制器系統(tǒng)在與真實(shí)蒸汽輪機(jī)進(jìn)行聯(lián)調(diào)試驗(yàn)時(shí)一直存在不便性,如試驗(yàn)不方便,試驗(yàn)條件艱苦,存在對(duì)人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi),具有安全隱患等。隨著電子技術(shù)和微處理器的發(fā)展,需要研制出蒸汽輪機(jī)模擬器,使其能夠完全替代真實(shí)的蒸汽輪機(jī)來(lái)完成與汽輪機(jī)控制器的聯(lián)調(diào)試驗(yàn)。蒸汽輪機(jī)模擬器的研發(fā)與生產(chǎn)在國(guó)外的起步早,而我國(guó)對(duì)蒸汽輪機(jī)模擬器的研發(fā)起步略晚。本文按照工程需求,設(shè)計(jì)了以ARM+DSP雙核異構(gòu)微處理器為核心、以網(wǎng)絡(luò)作為通信方式的艦船推進(jìn)汽輪機(jī)仿真模擬器。根據(jù)艦船推進(jìn)汽輪機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu),確定了艦船推進(jìn)汽輪機(jī)仿真模擬器系統(tǒng)的基本組成,然后對(duì)推進(jìn)汽輪機(jī)各個(gè)主要部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析,采用機(jī)理建模的方式完成對(duì)各個(gè)主要部件動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立,確定了模擬器系統(tǒng)的總體方案。論文以雙核微處理器為核心,搭建艦船推進(jìn)汽輪機(jī)模擬器硬件平臺(tái)。硬件包括處理器模塊、模擬量輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、通信接口模塊、轉(zhuǎn)速輸出模塊五個(gè)模塊,分別介紹每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路并給出相關(guān)原理圖。完成了推進(jìn)汽輪機(jī)模擬器系統(tǒng)的總體軟件設(shè)計(jì),包括雙核的初始化程序、模擬量信號(hào)采集程序、模擬量信號(hào)輸出程序、數(shù)字量信號(hào)輸入輸出程序、高壓調(diào)節(jié)汽閥閥位解算程序、轉(zhuǎn)速輸出程序、雙核間的指令交互程序。以LabView為開(kāi)發(fā)環(huán)境完成對(duì)艦船推進(jìn)汽輪機(jī)模擬器人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)。最后論文完成艦船推進(jìn)汽輪機(jī)模擬器系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試。包括處理器相關(guān)測(cè)試、高壓調(diào)節(jié)汽閥閥位信號(hào)采集測(cè)試、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速輸出測(cè)試、實(shí)時(shí)蒸汽壓力輸出測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等,證明了艦船推進(jìn)汽輪機(jī)仿真模擬器能夠替代真實(shí)的推進(jìn)汽輪機(jī)與汽輪機(jī)控制器進(jìn)行聯(lián)調(diào)試驗(yàn)。
【圖文】：

現(xiàn)狀設(shè)備的發(fā)展初期，國(guó)外興起了對(duì)船舶蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)仿約，對(duì)于蒸汽輪機(jī)模擬器的數(shù)學(xué)物理模型EN 公司為英國(guó)華什西航海學(xué)院設(shè)計(jì)的蒸發(fā)的輪機(jī)仿真訓(xùn)練器頗具代表性[2]。隨著微提高，蒸汽輪機(jī)模擬器因此也有了很大的率先設(shè)計(jì)研發(fā)出船舶動(dòng)力裝置仿真模擬器擬器裝置是由伍德沃德 723 典型硬件平臺(tái)到計(jì)算機(jī)上作為模擬器的操作界面。STS輪機(jī)，抽氣器汽輪機(jī)，凝汽室汽輪機(jī)等，，并排汽流量、高壓伺服閥位置等等蒸汽輪機(jī)運(yùn)界面，具有可現(xiàn)場(chǎng)配置功能，對(duì)蒸汽輪機(jī)應(yīng)用[4]。模擬器外形圖如下圖 1.1 所示。

控制器發(fā)出的閥位給定信號(hào)來(lái)推動(dòng)電液伺服閥，電液伺服閥完成電信號(hào)到變，進(jìn)而推動(dòng)油動(dòng)機(jī)移動(dòng)[12]。油動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件包括錯(cuò)油門(mén)與油動(dòng)機(jī)本直接操作油動(dòng)機(jī)的滑閥，油動(dòng)機(jī)相對(duì)位移的變化會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)汽閥閥門(mén)開(kāi)度汽流量，從而改變蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)減速器后最終改變尾軸螺旋槳轉(zhuǎn)速
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U674.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2620237