Wärtsilä RTA系列主机气动操纵系统仿真研究与应用

摘要

船舶主机气动操纵系统作为主机遥控系统的执行机构，是实现主机自动控制的重要组成部分。主机气动操纵系统具有阀件众多，结构复杂等特点，是轮机管理中的重点和难点。主机气动操纵系统一旦出现故障，在短期内无法排除，进而造成柴油机损坏和船舶碰撞、搁浅等重大事故，因此加强船员气动操纵系统的理论学习和操作培训，对保证船舶安全航行具有重要的意义。现有的轮机模拟器广泛采用MAN MC主机气动操纵系统，瓦锡兰RTA主机气动操纵系统较少见到报道，因此，现有的轮机模拟器无法对RTA主机气动操纵系统进行培训。
　　综上所述，本文开发了RTA96C-B和RTA48T-B两种主机气动操纵仿真系统，以实现RTA主机气动操纵系统的训练和培训，作为现有轮机模拟器的一个重要补充。本文主要研究了以下三方面的内容:
　　1.根据RTA48T-B和RTA96C-B主机气动操纵系统的功能和特点，对两种机型的气动操纵系统中的元件建立了数学模型，所有元件的数学模型均考虑了正常和故障两种状态;对气动元件进行功能划分，形成不同的控制单元，并建立了每个控制单元的数学模型。
　　2.利用Visual C++程序开发工具，完成RTA48T-B和RTA96C-B主机气动操纵系统数学模型的仿真计算;设计了主机气动操纵系统的可视化仿真界面，开发出主机气动操纵可视化仿真系统;在正常和故障两种工况下，对仿真系统进行了仿真实验验证，结果表明，该仿真系统与实船的响应结果基本吻合。
　　3.将设计的气动操纵仿真系统融合到DMS-2015全功能轮机模拟器的仿真平台之中，并能够实现二维界面和三维虚拟现实系统同步;在智能考试系统中，通过考试实例，证明气动操纵仿真系统达到了预期的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题主要研究内容

第2章 W?rtsil?主机气动操纵系统的建模

2．1 气动元件的数学模型

2．1．1 二位三通阀的数学模型

2．1．2 主起动阀的数学模型

2．1．3 燃油泵换向阀数学模型

2．1．4 气缸起动阀的数学模型

2．1．5 空气分配器的数学模型

2．1．6 安全保护停油装置数学模型

2．2 气动逻辑单元的数学模型

2．2．1 起动与换向气动逻辑单元数学模型

2．2．2 停车及操作部位转换逻辑单元数学模型

2．2．3 空气分配器控制逻辑单元

2．2．4 调速器及转向保护连锁气动逻辑单元

2．2．5 高压油泵凸轮换向连锁气动逻辑单元

第3章 W?rtsil?主机气动操纵系统仿真的实现

3．1 模块化程序设计

3．2 RTA96C-B操纵系统程序设计

3．2．1 仿真界面的设计

3．2．2 仿真程序设计

3．2．3 RTA96C-B操纵系统的动态仿真过程

3．3 RTA48T-B操纵系统仿真程序设计

3．3．1 RTA48T-B与RTA96C-B仿真系统的切换

3．3．2 RTA48T-B操纵系统的动态仿真过程

第4章 主机气动操纵仿真系统在模拟器中的应用

4．1 气动操作仿真系统与仿真平台的通讯

4．1．1 气动操纵仿真系统与仿真平台的关联

4．1．2 气动操纵仿真系统与仿真平台通讯的实现

4．2 气动操纵仿真系统与虚拟现实的通讯

4．2．1 虚拟现实技术

4．2．2 气动操纵仿真系统与虚拟现实通讯的实现

第5章 气动操纵仿真系统的考试应用

5．1 船员智能考试系统

5．2 考试实例

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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