船舶空调系统建模与动态仿真探讨

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上风，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、操纵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、操纵和控制的数学模型。系统采用了微软最新的.NET技术，以VisualC#作为开发语言、用GDI+图形编程技术建立控件库、MicrosoftAccess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。【关键词】：船舶空调模型计算机仿真
【论文提纲】：摘要5-6Abstract6-10第1章绪论10-171.1概述101.2开发船舶模拟器的意义10-111.3国内外研究动态11-141.3.1模拟器类型12-131.3.2国际现状13-141.3.3国内现状141.4课题的提出及本文所做的工作14-17第2章船舶空调系统仿真概述17-252.1船舶空调系统组成概述17-232.1.1船用空调工作原理17-212.1.2空调的制冷剂21-232.1.3船用空调的工作要求232.2船舶空调仿真系统模型常量23-25第3章空调系统的数学模型25-523.1数学模型建立的基本方法25-263.1.1理论方法253.1.2系统识别法25-263.1.3实验方法263.1.4联正当263.2空调系统数学模型26-403.2.1概述26-273.2.2压缩机的数学模型27-293.2.3蒸发器的数学模型29-343.2.4冷凝器的数学模型34-383.2.5电子膨胀阀的数学模型38-393.2.6制冷剂热力学性质的计算39-403.3数学模型的求解40-523.3.1蒸发器数学模型的求解41-443.3.2压缩机数学模型的求解44-453.3.3冷凝器数学模型的求解45-493.3.4电子膨胀阀数学模型的求解493.3.5空调系统数学模型求解49-52第4章船舶空调系统仿真软件52-754.1仿真软件体系结构52-544.1.1数据库的结构534.1.2导航条的实现53-544.2调用方法544.3仿真界面的编写54-754.3.1控件库的创建54-554.3.2常用控件的编写55-654.3.3人机操纵界面仿真设计65-674.3.4仿真界面及其说明67-75结论与展望75-76参考文献76-79攻读硕士学位期间公然发表论文及参加科研项目情况79-80致谢80-81研究生履历81