调距桨船舶推进装置系统仿真与界面设计

【摘要】：随着造船工业以及自动控制技术的发展，调距桨由于比定距桨具有诸多明显的优点而有着广泛的应用。STCW78／95公约(《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约(1995年修正)》)已将调距桨船舶动力装置列为高级轮机员的必需培训项目。 基于上述要求，上海海运学院航运仿真中心自行设计开发以调距桨船舶为对象的仿真操纵模拟器。本论文主要内容是研究并建立调距桨船舶推进系统的实时操作仿真模型，并在此基础上设计开发调距桨船舶推进系统操作模拟器仿真软件。 首先，本论文根据船舶推进系统的基本方程，按照物理模型将推进系统分成船-桨、柴油机、螺距控制三个子系统，在此基础上，联系课题主要研究调距桨船舶推进系统的动态性能的实际要求，结合仿真对象的实际情况，分析并实现调距桨螺距液压系统控制模型，对动态性能影响不大的因素，尽量给予简化，以利于模型的建立。 然后，论文结合调距桨船舶的操作系统、报警系统等结构的工作特性、运行原理，利用仿真技术及自动化控制技术，结合仿真对象，分析仿真系统的具体控制与操纵过程，立适用于调距桨船舶推进操纵系统的操纵模型和控制逻辑关系，达到仿真对象的实际操作要求及操作规程。 最后，本论文根据前面建立的数学模型以及系统控制与操纵的要求，基于Windows98操作平台，利用Microsoft公司推出面向Windows的应用程序Visual Basic 5.0作为软件开发工具，结合实际调距桨船舶推进系统的实际组成，设计开发出具有逼真、友好仿真界面，基本达到实时仿真的操作软件。该仿真系统主要由驾驶室操纵台、集控室操纵台、机旁操纵台、CPP液压控制系统、齿轮箱及离合器等组成。 本仿真系统已于2003年9月开发完成，并通过专家组鉴定，认为该系统基本达到了国际海事组织“STCW78／95公约”和我国海事局《海船船员适任考试和评估大纲》对航海类专业学生和高级船员的教学和培训训练的要求。目前，该系统已经在我院以及华东船舶工业学院投入使用。从我院近几期船员培训效果来看，通过对该仿真软件的操作，参加培训的船员对调距桨船舶的基本组成、操作方式、应急控制、螺距调节原理等有了系统的认识，增强了动手能力，达到了预期的培训效果。该系统的研制为我院“SMSC-2000轮机模拟器”功能的延伸和扩展发挥了重要作用，同时为今后调距桨船舶的仿真研究积累了经验。