中速柴油机动力装置船舶避险通常采取应急换向来实现螺旋桨快速倒转制动停船。目前,应急换向控制一般采用时间或转速原则,导致换向过程易出现主机闷熄或倒车响应不及时。为此提出基于船-机-桨模型的中速柴油机动力装置船舶应急换向控制方法:根据动力装置推进耦合以及风、浪、流船舶干扰特性,由“XX”实船试航数据和船机桨技术参数建立船-机-桨数学模型,应急换向时在模型中引入螺旋桨时域变化值,与主机起动转矩实时比较判断,输出应急换向标志至主机遥控装置控制执行应急换向程序。分别对敞水和风、浪、流干扰下船舶应急换向控制进行仿真验证,并以中速机动力装置为控制对象和应急换向为控制过程设计了应急换向控制系统并对控制系统进行了验证。主要研究工作如下:1.以中速柴油机船舶动力装置为研究对象,根据推进动力传递过程分析柴油主机、轴系齿轮箱、螺旋桨和船体阻力特性并建立船、机、桨间的功率和扭矩平衡方程,给出了船舶附加质量、伴流干扰、推力减额系数的求解方法。2.由实船技术参数和试航数据建立船-机-桨系统Matlab/Simulink仿真模型。对比船模实验数据对船-机桨-模型修正优化,同时建立风、浪、流对船舶阻力和航速的干扰模型。3.针对时间和转速原则控制换向存在的问题,将船-机-桨模型与中速柴油机船舶动力装置应急换向控制相结合,提出基于船-机-桨模型的应急换向控制方法,并分别对敞水和海况干扰下船舶应急换向过程进行仿真验证。4.以嵌入式工控机为控制核心设计了与航海仪器和主机遥控装置进行数据交互的应急换向控制系统,并由试航实验数据验证控制系统设计的可行性。最后,对本文工作进行总结,并对研究过程中存在的不足进行补充说明和进一步深入的设想。