柴—柴雙機并車半實物仿真臺設計與實現

祝成成 郭晶 許林 唐少華 中國船舶集團有限公司第七一一研究所

1.引言

柴—柴聯合推進裝置被廣泛應用于中小型船舶。柴—柴聯合推進裝置主要采用四機雙槳或雙機單槳兩種方式。這兩種方式下，柴—柴聯合推進裝置在并聯運行中都需要保證負荷在多機間的合理分配，而且在并車、解列過程中要保證負荷的平穩轉移。因此，柴—柴聯合推進裝置對控制器要求較高。

柴—柴聯合推進裝置及其控制系統比較復雜，難以用常規分析方法獲取其動態特性，直接進行臺架試驗或海上試驗風險大、周期長、成本高。因此，采用計算機仿真技術模擬柴—柴聯合推進裝置及雙機并車控制，使推進系統及控制模型更貼近實際操作和運行工況，可以最大限度地降低試驗風險和培訓成本。所以開展動態工作特性仿真研究是十分必要的。

目前，柴油機雙機并車仿真研究主要采用非實時仿真，基于Matlab軟件實現，不能脫離Matlab 軟件環境運行。本文根據模塊化思想對柴—柴動力裝置進行系統建模，同時在中間環節增加I/O接口模塊實現與雙機并車控制器進行數據實時交互，搭建半實物的柴—柴雙機并車推進裝置及其控制系統仿真臺，用于研究雙機的并車、解列及負荷分配過程。進行基于動態工作特性分析，給出不同控制方法下的動態并車結果，驗證雙機并車控制策略的有效性。

2.仿真平臺的總體架構

仿真平臺的研究對象為船用中速柴油機雙機并車推進系統，主要包括：兩臺柴油機及其調速器，兩臺液力耦合器；……