船舶空调系统建模与动态仿真的研究

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国际海事组织IMO在STCW公约中明确规定轮机员必须经过仿真模拟器的培训,随着STCW78/95公约的实施,对轮机员进行空调系统专业技术知识的培训尤为重要,因此市场对船舶空调仿真模拟器需求量越来越大。 本文首先分析了国内外船舶空调仿真模拟器的发展现状,充分发挥计算机软件的优势,遵循精简方便的原则,设计开发了一套基于PC机的船舶空调仿真软件。该套仿真软件非常适合学员自学,是一套很好的教学工具。 船舶空调是一个独立而且非常重要的系统,本文以大连海事大学教学实习船的空调系统为仿真母型,综合了其他船舶空调的类型特征,首先分析了船舶空调系统的一些特点,然后根据空调机组的动态运行过程建立其数学模型,并在计算机上实现了空调系统的动态仿真。在仿真过程中,首要任务就是建立描述空调动态系统的数学模型。仿真空调设备可分为两大部分:一是压缩机、冷凝器、蒸发器及其附属设备;二是监视、保护、报警、操作和控制空调系统运行的设备。因此,空调机组的数学模型也分为两大类:一类是动态数学模型,用来模拟压缩机、冷凝器及其附属设备和系统状态的数学模型;另一类是逻辑和控制的数学模型,用来模拟船舶空调保护、报警、操作和控制的数学模型。系统采用了微软最新的.NET技术,以Visual C#作为开发语言、用GDI+图形编程技术建立控件库、Microsoft Access作为数据库平台。经过几个月分析设计和开发,已初步实现了空调仿真软件的框架。该软件具有完善的控制台功能、友好的人机界面。 仿真结果表明,仿真数据和实船数据基本相同,说明建立的模型与分析是正确的。本系统具有很强的扩展性、很高的技术可行性和经济可行性。
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