本文课题是上海市科技发展基金项目“多模式机舱综合仿真系统”下的一个重要子项目，它以中远集运公司大型集装箱船舶上新颖的主机遥控系统为仿真对象，运用计算机技术、通信技术和自动控制技术，设计并构筑了主机气动操作和图示系统、实现了在线闭环实时控制仿真、开发了气动操作部件的故障仿真。 主机遥控系统在无人机舱中地位重要、技术日益完备，航海界对主机遥控各种性能的仿真探索也相应地不断进步。我院航运仿真中心在1999年成功开发了SMSC-2000网络化大型轮机模拟器，本课题在此基础上拓展的主机遥控实时仿真系统包括半实物的调节、控制和执行部件的模型，形式上既可以与SMSC-2000轮机模拟器联网，也能自成系统进行实时控制环节的仿真。其主要特性如下： (1)主机遥控实时仿真系统由DIFA41主机遥控装置、驾驶室控制台、集控室主机控制台、机旁操作控制台及其螺旋桨模拟装置、主机气控操作图示管理系统组成，是实际的自动化船舶主机控制和操作系统的真实缩影，具有“半实物在环”的特性，相关的参数处于在线测试状态，能与主网相连。 (2)螺旋桨模拟装置中设有模拟飞轮做机械惯性环节的仿真，采用可逆调速的电机带动一个螺旋桨来模拟主机的运行，给定转速与实际测得转速的偏差值对按固有调节规律运算后，输出主机供油控制信号至负荷限制环节，实现主机控制的“在线闭环仿真”。 (3)遥控系统的各种故障会造成主机设备不能正常运行，降低主机运行质量；故障不能及时识别和排除，会造成故障蔓延或系统瘫痪，针对船舶轮机员缺乏自动化原理的知识和解决自动化元部件故障的实际能力，开展主机遥控系统的故障仿真十分有必要。系统采用故障树方法分析了系统某功能失效的顶事件，建立了最小路集的三级故障树。课题专门针对“气控阀”中故障率较高的几种阀件，研究了统一建模的方法，使故障的模拟更加接近实船，系统提供快速有效的故障模拟分析可以直接为船方服务。 (4)本系统采用工控机来完成对外部设备的动态数据采集和实时控制仿真，应用程序开发采用面向对象的编程方式，设计出十分直观友好的人机界面，通过串行口犷发送命令或接收模拟主机的转速、供油量等实时数据，并对这些数据作数据处理、显小、存盘等。 (5)对于ARM+DSP主机模型内的风浪的外扰动仿真，为使主机气动操作仿真系统实时反映主机数学模型下的外部执行部件的动作效果，本课题中探索了由DSP完成转速信号滤波处理的技术路线。 本文第一章介绍了项目背景;第二章分析了主机气动控制装置结构组成和逻辑关系;第三章主要介绍自行研制的“主机气动操作实时仿真系统”的结构组成和功能，着重强调其“在线闭环仿真”、“半实物在环”、“实时联网”特点;第四章阐述了执行一部件故障仿真的层次结构、功能特征、实现方法;第五章介绍应用程序开发策略;第六章探索了应用DSP进行转速信号处理的方案;最后，第七章是对所做工作的总结，以及对本课题持续开发的展望。 半实物船舶主机遥控仿真系统集调速、控制和执行于一体，课题开发了较完整的功能，完成了与主机模型的联合调试，实现了与原轮机模拟器的联网。该课题的成功不仅是拓展了对学员自动化领域的培训和实践教育，更可用于不同环境下主机控制优化的研究。本课题的产品成果已在浙江交通职业技术学院和上海远洋教育中心得到了推广。