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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

作　者: 司品顺
导　师: 姚寿广
学　校: 江苏科技大学
专　业: 轮机工程
关键词: 三轴燃气轮机特性曲线模块化建模 MATLAB\Simulink
分类号: U674.703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

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MATLAB\Simulink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。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-19
  1.1 课题背景及选题意义  12-13
  1.2 国内外舰船用燃气轮机及其应用技术的发展概况  13-15
  1.3 国内外舰船用燃气轮机仿真技术的发展概况  15-17
  1.4 本文主要研究工作  17-19
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  19-23
  2.1 模块化的定义  19-20
  2.2 模块化的特点  20-21
  2.3 燃气轮机模块化建模原则  21
  2.4 系统仿真技术概述  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章燃气轮机系统总体规划及子系统建模  23-39
  3.1 燃气轮机模块化建模规划  23-24
  3.2 建模基本假设  24
  3.3 压气机模型  24-29
  3.4 燃烧室模型  29-32
  3.5 涡轮模型  32-35
  3.6 纯容积模型  35
  3.7 转子模型  35-36
  3.8 燃油控制系统模型  36-38
  3.9 本章小结  38-39
第4章压气机特性曲线的处理  39-49
  4.1 曲线拟合方法  39-40
  4.2 压气机特性曲线拟合原理  40-41
  4.3 MATLAB 曲线拟合工具箱  41-42
  4.4 压气机特性曲线拟合实现过程  42-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章燃气轮机子系统模块库Simulink 软件平台下的实现  49-57
  5.1 仿真软件SIMULINK 简介  49-50
  5.2 子系统的建立与封装  50-52
  5.3 模块库构建与管理总体设计  52-53
  5.4 模块库构建  53-54
  5.5 模块库管理  54-56
  5.6 本章小结  56-57
第6章燃气轮机系统仿真  57-66
  6.1 燃气轮机仿真模型  57-58
  6.2 仿真结果及分析  58-63
  6.3 仿真应注意的问题  63-65
    6.3.1 仿真算法的选择  63-64
    6.3.2 仿真参数的处理  64-65
  6.4 本章小结  65-66
总结与展望  66-68
  全文工作总结  66
  课题展望  66-68
参考文献  68-71
附录主要符号  71-73
攻读学位期间发表的学术论文  73-74
致谢  74-75
大摘要  75-79

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

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