基于PSO-RBF算法的冷凝器运行特性分析

针对舰艇装备使用时间增长,运行状态发生变化后,单纯的机理模型不足以满足精度要求的问题,以某型舰用冷凝器为例,提出了基于机理和历史运行数据的两阶段建模方法.在冷凝器机理模型的基础上,利用历史运行数据及提出的PSO-RBF改进算法进行模型参数优化,建立能反映冷凝器输入输出特性的RBF神经网络模型,研究了冷凝器各参数在冷却水流量及汽轮机转速阶跃情况下的动态响应.结果表明:模型具有与实装一致的动态响应,具有较高的精度和实时性,能够反映系统的动态工作特性.     

基于功率谱包络能量和SVM的舰用发动机故障诊断

发动机是军舰上的重要部件之一,其稳定性对军舰的正常航行具有重要影响。以舰用发动机关键部件(主泵轴承)为具体研究对象,提出了基于功率谱包络能量和支持向量机相结合的故障诊断方法。首先获取了大量可表征舰用发动机主泵轴承健康状态的振动加速度信息,对其进行功率谱分析,获得其功率谱的包络能量;以获取的舰用发动机主泵轴承功率谱的包络能量构建特征向量,并设计基于SVM的舰用发动机主泵轴承故障诊断模型,对主泵轴承的故障进行诊断研究。研究结果表明,采用基于功率谱包络能量和SVM相结合的舰用发动机关键部件故障诊断方法,可以很好实现主泵轴承的故障诊断效能,为舰用发动机主泵轴承故障诊断的工程应用奠定了基础。     

基于热力系统动力学的冷凝器动态仿真建模

冷凝器中进行的是一个融合了传热、传质、流动的复杂热力过程，仿真分析是其动态特性研究的有效手段。传统上对冷凝器进行仿真建模是基于“热静力学”的观点和方法，其揭示的内容与深度都是不够的。为深入理解动态特性，基于热力系统“热动力学”的观点和方法，视对象各参数之间是定量耦合的。采用一组常微分方程，建立起能够有效反映冷凝器工作过程和动态特性的仿真模型。仿真模型能够给出以往的仿真模型所不能揭示的系统参数之间的耦合关系。模型形式简洁，便于数值计算。     

某型舰用冷凝器动态数学模型的建立和应用

针对船用蒸汽动力装置冷凝器的基本原理,利用隐性欧拉法将冷凝器的动态工作过程由一组差分方程来表示,并在Minis通用仿真支撑平台软件的支持下,建立冷凝器的通用仿真模型;并对实际对象进行研究.通过仿真试验的结果和实测值对比,证明此模型具有较好的静态精确度,并且能够真实地反映研究对象的动态特性, 能够满足舰艇动力装置训练模拟器开发的要求;同时利用模型进行了冷凝器的故障特性的仿真研究,为装置的故障诊断提供了试验依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

舰船动力机组整体抗冲击数值试验研究

采用三角形变化历程对设备冲击输入谱进行简化,考虑设备抗冲隔离系统的影响,对舰船动力机组在时域上进行数值模拟.分别对舰船动力机组整体和主汽轮机组以及主减速齿轮装置进行冲击加载.通过对不同加载方式的对比分析发现,整体加载时主汽轮机组的动态响应要比主减速齿轮装置剧烈;无论是主汽轮机组还是主减速齿轮装置单独加载时,结构的动态响应都要比动力机组整体加载时剧烈;动力机组的抗冲隔离系统是一个整体,在整体加载工况下其抗冲隔离效果更为明显,可以更好地起到抗冲减振作用.     

制冷空调系统冷凝器分布参数模型及数学仿真

冷凝器是制冷空凋系统的主要部件，建立冷凝器性能仿真模型，不仅是冷凝器自身优化设计的需要，也是开发制冷空凋仿真系统的一项重要工作。该文基于过程物理机理，建立了制冷空调系统冷凝器分布参数动态数学模型，并结合冷凝器的工作特点确定了具体的仿真算法。利用所建立的仿真模型，可以预测不同运行工况下冷凝器热力参数的瞬态分布状况，对冷凝器的动／静态特性进行较为全面的仿真分析，同时还可以十分方便地确定出制冷剂单／双相区域分界点的瞬态位置。文中通过一个仿真算例说明了所建立的仿真模型可用性。     

舰载机异常着舰阻拦装置工作特性仿真

为了探索液压缓冲式阻拦装置在舰载机异常着舰情况下的工作特性,采用机理建模法建立飞机着舰阻拦动力学模型,以及包括阻拦机、凸轮阀、缓冲系统与钢索系统在内的阻拦装置全系统模型,并基于实装运行数据对模型精度进行校验,在此基础上开展舰载机超速、超重或凸轮阀驱动钢索松弛等异常着舰阻拦仿真;结果表明,超重或超速着舰将导致阻拦装置超负荷运转,并威胁舰载机的安全着舰;凸轮阀驱动钢索松弛会使凸轮阀动作时机延迟、阻拦初期主液压缸压力与阻拦力偏小,甚至导致阻拦机主液压缸柱塞与缸筒发生刚性撞击;研究成果揭示了舰载机阻拦装置在典型异常工况下的运行规律,具有一定的理论意义与工程应用价值。     

基于数传电台的靶弹微波源辅助控制系统设计

为提高靶弹微波源工作可靠性和天线指向控制精度，设计了一型靶弹微波源辅助控制系统，实现了靶弹微波源工作异常时的天线指向控制。该系统用卫星导航接收机获取靶弹和目标舰位置信息，用数传电台上传目标舰位置信息，用靶弹和目标舰位置信息在发     

汽轮发电机组流量特性试验分析与研究

汽轮机阀门流量特性影响着机组的一次调频特性和安全、经济运行.首先对汽轮机调速控制原理及不同阀门重叠度对阀门流量特性的影响进行了分析.针对目前汽轮机流量特性曲线存在的问题,提出了阀门重叠度确定原则,比例、偏置因子的确定方法及汽轮机阀门流量特性试验的具体步骤和方法.经过特性参数调整后的顺序阀方式负荷指令-流量特性线性度良好,阀门切换过程中负荷、压力过渡良好,没有出现明显的流量拐点.机组采用优化后阀门流量特性曲线后,实际负荷和流量指令的变化值基本同步,控制的稳定性明显改善,机组负荷的稳定也使锅炉燃烧更稳定,可满足机组长期投入AGC、一次调频和安全稳定运行的需要.近10个电厂的实际应用结果表明,用该方法对阀门流量特性进行试验获得的阀门开度曲线函数拟合准确,具有较好的推广应用价值.     

飞行员着舰纵向控制研究

为了对飞行员准确着舰操控特性进行深入研究,在F/A-18A纵向着舰飞机模型的基础上,运用经典飞行员建模理论建立了跟踪飞行状态下的飞行员着舰纵向控制模型,对操纵系统的跟踪能力进行了验证.运用MATLAB/Simulink仿真程序研究了飞行员的着舰纵向控制规律,着重研究了在舰尾流干扰和航母运动情况下的飞行员操控特性,总结了在扰动下的控制规律.仿真结果显示设计的控制系统有良好的跟踪控制能力,可以有效的抑制舰尾气流影响,抗干扰能力强,满足安全着舰要求.     

基于Aspen Plus的蒸汽透平网络模拟和优化

针对乙烯装置蒸汽管网用能过程中存在的不合理现象,采用Aspen Plus化工流程软件对其中的蒸汽透平网络进行了模拟和优化.通过对单个透平的模拟,分析了透平抽汽量、进汽温度和排汽压力等操作条件的变化对透平效率的影响.在此基础上模拟了蒸汽透平网络,并以透平抽汽量为自变量、透平网络总进汽量为目标变量,通过MATLAB-Aspen Plus接口工具箱使用粒子群优化算法(PSO)对其进行操作参数优化.采用智能算法,避开了因在Aspen Plus中设置过多约束作为设计规定而导致模型不易收敛的不足;对于约束条件的处理,通过对不满足约束的粒子加以惩罚来实现.优化结果表明,在满足透平输出功率以及低等级管网蒸汽用量需求的前提下,通过合理分配各透平的抽汽量能够有效地降低透平网络超高压蒸汽(SS)消耗量,优化后的透平网络可减少超高压蒸汽用量0.6吨/小时.     

Strength Analysis of Steam Turbine Diaphragm with a Crack

The diaphragm of steam turbine is one of the main parts of the passage unit for air flowing and the diaphragm of steam turbine is generally made by welding, but during the course of welding, some cracks often have happened, these cracks threaten safety production on the spot, so it is necessary to analyze the strength of steam turbine diaphragm with a crack. For studying its working condition and performance with a crack, the three-dimensional finite element model(FEM) with the software ANSYS 10.0 is established according to the actual working parameters. With the model, the deformation results and stress field results are analyzed and the maximum displacement and stress value are calculated, meanwhile, the maximum stress change with crack depth of steam turbine diaphragm is analyzed. It provides a good foundation for solving the problem in production.     

船用蒸汽轮机键合图建模与仿真研究

从基本物理规律出发,应用键合图理论研究了船用蒸汽轮机的仿真建模问题,以规范化的方式统一分析了汽轮机装置中同时存在的热功转换、热传递和质量迁移3种能量作用,建立了一类具有通用性的船用汽轮机装置全工况键合图模型。结合具体算例对模型进行验证,通过仿真结果与实测值比较证明模型能够真实地反映船用汽轮机装置的静态与动态工作特性,具有较好的精确性和实时性。对键合图理论在热工对象仿真建模领域内的应用作了一些探讨,所得结论具有一定的理论和工程实用价值。     

汽轮机润滑油温模糊调节系统的仿真研究

在汽轮发电机组中,润滑油温度的控制对汽轮机系统的安全运行具有很重要的意义。研究了润滑油温自动控制系统的模糊设计与仿真,为电站自动化程度的进一步提高提供了理论基础。对汽轮机润滑油的实际工作流程和作用做了具体分析,选择了不严格依赖于系统数学模型的模糊控制方案,详细地设计了汽轮机润滑油温度的模糊控制算法。根据工程实际经验,建立了润滑油温度调节系统的非线性数学模型。最后用Matlab程序进行了仿真,仿真结果证明了模糊控制的可行性与有效性。     

汽轮机组振动信号的测量与分析

针对目前汽轮机组振动的特点,将振动信号分为两类,即轴振（相对振动）和瓦振（绝对振动）。首先分析了汽轮机组的振动概况及其对机组的影响;然后分别介绍了机组振动的测量和分析方法。具体地从传感器谈起,解释了机组的轴振和瓦振的不同测量原理。针对振动的三要素即振幅、频率及相位分别做了介绍;最后以300MW机组为例,说明其振动测点的一般布置。     

船用汽轮机本体建模仿真与可视化监控

针对部队训练和院校教学的需要,以某型船用蒸汽动力装置模拟器研究课题为背景,以汽轮机本体为研究对象,采用模块化建模方式建立了汽轮机本体的数学模型,并利用MINIS通用仿真平台与工控组态软件Intouch,开发了汽轮机本体的动态仿真与可视化监控程序.最后在DDE通讯的支持下构建了PC网络平台,实现了模型从暖机加速到经济航速和模型在全工况下速关阀关闭时的动态仿真与监控调节.该系统不仅较好地满足了某型船用蒸汽动力装置模拟器的要求,而且教学效果良好.     

基于模糊-PID的汽轮机转速控制系统

船用核动力装置机动性要求较高,采用直流蒸发器的船用核动力装置,多参数问具有较强的耦合关系,各主要控制器之间应能相互协调。汽轮机转速如采用常规的PID调节不能较好地满足控制需求。本文设计了汽轮机转速模糊PID双模控制系统,并对蒸汽压力具有协调控制功能,利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,来实现汽轮机转速快速跟踪、稳定控制的要求。仿真试验表明该控制系统响应时间和稳态精度都有明显改善。     

风电并网的仿真研究

根据双馈感应电机的特点,利用风电机组的数学模型,基于MATLAB/SIMULINK构建了包含风电场的电力系统的仿真模型。对风机的投入与切除,以及风电机组出口发生三相短路故障的两种情况进行了动态仿真。仿真结果表明,在风电机组0.8s接入系统和3.5s脱离系统时,系统略有波动但很快建立新的平衡;在风机出口故障时系统经历短期的波动后恢复了稳定,此结论为研究大规模风电并网提供了理论研究依据。     

600MW中间再热式汽轮机调速系统的建模与仿真

分析了某火电厂典型的600MW中间再热式汽轮机DEH控制系统的工作原理及各环节的动、静态特性,建立了相应数学模型.在MATLAB/SIMULINK平台下建立了控制系统的整体模型并进行了仿真研究.结果验证了模型的正确性和控制方案的合理性,研究可为汽轮机控制系统提供相应理论基础和控制策略.     

基于逐级计算的燃气涡轮部件的性能仿真研究

在传统燃气轮机循环的动态仿真研究中，对涡轮部件的处理一般都采用涡轮特性图或曲线的方法来完成；但对于HAT循环而言，由于进入涡轮的工质是高温高压高湿的燃气，在目前的条件下还无法得到涡轮的特性图或曲线，这样为了建立HAT循环的动态仿真模型，该文根据涡轮的工作原理建立了基于逐级计算的涡轮部件性能仿真模块；在此基础上，以简单燃气轮机循环动态仿真模型为对象，涡轮部件的模块分别采用了基于特性图的方法和基于逐级计算的的方法，从而可以对这两种方法进行比较；然后针对湿燃气在不同的含湿量下，对涡轮部件进行了动态性能仿真试验；结果证明了基于逐级计算的涡轮模块的可行性，为HAT循环整体动态仿真模型的完成打下了很好的基础。