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基于模块化建模方法的舰用燃气轮机装置的仿真技术研究

论文摘要

燃气轮机具有功率大、单位质量轻、启动和加载时间短、污染低等优点,越来越受到各国海军的青睐。但是,燃气轮机的工作特性具有高度非线性,其实际工作过程很难被掌握。通过建立燃气轮机系统的仿真模型解决了这一难题,对预测其实际工作特性,研究其在运行中存在的问题具有重要意义。本文以某型三轴燃气轮机为研究对象,在分析机组结构和特性的基础上,选择应用MATLABSimulink软件,利用模块化建模的方法,建立了三轴燃气轮机各子系统的数学模型和仿真模型,包括压气机、燃烧室、涡轮、纯容积、转子和燃油控制系统等典型部件的模型。在仿真模型中,对部件特性曲线的处理是关键,直接影响整个燃机系统的仿真精度。本文基于最小二乘法,利用MATLAB工具箱对压气机特性曲线做二步一元拟合,达到较好的拟合精度。最后,连接各子系统模型组成三轴燃气轮机系统仿真模型,并对其动态和稳态工况进行仿真计算,将仿真结果与实验数据进行了比较分析,验证了该建模方法的正确性及仿真结果的精度,为燃气轮机系统运行特性的预测及工作状态的评估奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及选题意义
  • 1.2 国内外舰船用燃气轮机及其应用技术的发展概况
  • 1.3 国内外舰船用燃气轮机仿真技术的发展概况
  • 1.4 本文主要研究工作
  • 第2章 舰船用燃气轮机系统模块化建模方法及仿真技术概述
  • 2.1 模块化的定义
  • 2.2 模块化的特点
  • 2.3 燃气轮机模块化建模原则
  • 2.4 系统仿真技术概述
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 燃气轮机系统总体规划及子系统建模
  • 3.1 燃气轮机模块化建模规划
  • 3.2 建模基本假设
  • 3.3 压气机模型
  • 3.4 燃烧室模型
  • 3.5 涡轮模型
  • 3.6 纯容积模型
  • 3.7 转子模型
  • 3.8 燃油控制系统模型
  • 3.9 本章小结
  • 第4章 压气机特性曲线的处理
  • 4.1 曲线拟合方法
  • 4.2 压气机特性曲线拟合原理
  • 4.3 MATLAB 曲线拟合工具箱
  • 4.4 压气机特性曲线拟合实现过程
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 燃气轮机子系统模块库Simulink 软件平台下的实现
  • 5.1 仿真软件SIMULINK 简介
  • 5.2 子系统的建立与封装
  • 5.3 模块库构建与管理总体设计
  • 5.4 模块库构建
  • 5.5 模块库管理
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 燃气轮机系统仿真
  • 6.1 燃气轮机仿真模型
  • 6.2 仿真结果及分析
  • 6.3 仿真应注意的问题
  • 6.3.1 仿真算法的选择
  • 6.3.2 仿真参数的处理
  • 6.4 本章小结
  • 总结与展望
  • 全文工作总结
  • 课题展望
  • 参考文献
  • 附录主要符号
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 大摘要

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/4686f77430598f990ac90bf9.html