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某型三轴燃气轮机发电性能仿真研究

燃气轮机技术 2016年第1期29卷 54-58页

作者：蔡文波海军装备部西安710021

针对某型三轴燃气轮机的发电性能,基于Matlab/Simulink仿真工具构建燃气轮机模型。控制方式选用常规PID燃油控制和放气控制,对带电力负载中常见的负荷变化过程进行仿真研究。重点关注负荷变化对转速、低压涡轮后温度和油气比的影响及动... 详细信息

针对某型三轴燃气轮机的发电性能,基于Matlab/Simulink仿真工具构建燃气轮机模型。控制方式选用常规PID燃油控制和放气控制,对带电力负载中常见的负荷变化过程进行仿真研究。重点关注负荷变化对转速、低压涡轮后温度和油气比的影响及动态响应过程。

关键词：三轴燃气轮机发电性能仿真 Simulink

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三轴燃气轮机动态性能模块化仿真

计算机仿真 2001年第5期18卷 83-85页

作者：臧述升宋华芬王永泓上海交通大学动力与能源工程学院 200030

该文提出了一种三轴燃气轮机动态性能模块化仿真的方法 ,所给出的仿真模型具有变系数、模块化和递阶结构的特点。对三轴燃气轮机的加速、减速过渡过程进行了仿真 ,结果表明所采用的模型及方法完全可以满足一些强非线性过程的实时动态仿... 详细信息

该文提出了一种三轴燃气轮机动态性能模块化仿真的方法 ,所给出的仿真模型具有变系数、模块化和递阶结构的特点。对三轴燃气轮机的加速、减速过渡过程进行了仿真 ,结果表明所采用的模型及方法完全可以满足一些强非线性过程的实时动态仿真要求 ,同时程序的编制也变得简捷。

关键词：动态性能系统仿真数学模型动态性能模块化仿真三轴燃气轮机

基于性能仿真模型和Bootstrap的燃气轮机气路故障预警算法

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热能动力工程 2023年第9期38卷 166-173页

作者：罗振宇冯坤刘保侠闫斌斌北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 国家管网集团北方管道有限责任公司河北廊坊065000

针对传统均值标准差阈值法不能用于变工况故障预警这一问题,以三轴燃气轮机的性能仿真模型为基础,提出了基于Bootstrap方法的气路参数波动比阈值计算模型,对三轴燃气轮机0.8以及1.0工况下的低压涡轮出口温度T6进行故障预警研究,并与传... 详细信息

针对传统均值标准差阈值法不能用于变工况故障预警这一问题,以三轴燃气轮机的性能仿真模型为基础,提出了基于Bootstrap方法的气路参数波动比阈值计算模型,对三轴燃气轮机0.8以及1.0工况下的低压涡轮出口温度T6进行故障预警研究,并与传统均值标准差阈值法进行预警结果对比。结果表明:该计算模型用于预警阈值计算的样本量更丰富、具有更高的可信度;其得到的预警阈值单值图,在燃气轮机与样本数据运行情况较为一致时可作为燃气轮机的固有属性,对于变工况故障预警及运行情况较为相近的燃气轮机故障预警同样适用;预警阈值偏差仅为-0.015%,相较于传统的动态阈值法减少了计算量。

关键词：三轴燃气轮机预警阈值气路故障 Bootstrap方法气路参数波动比

燃气轮机发电模块转速控制策略半物理仿真研究

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热能动力工程 2016年第7期31卷 55-61,134页

作者：王冠霖中国石油西部管道公司新疆乌鲁木齐830011

本文以某型三轴燃气轮机发电模块为研究对象,该发电模块是由某型三轴燃气轮机作为原动机以十二相同步整流发电机作为能量转换装置对外输出电能。通过Matlab\Simulink仿真平台建立发电模块仿真模型,并基于罗克韦尔PLC控制系统和ADI仿真... 详细信息

本文以某型三轴燃气轮机发电模块为研究对象,该发电模块是由某型三轴燃气轮机作为原动机以十二相同步整流发电机作为能量转换装置对外输出电能。通过Matlab\Simulink仿真平台建立发电模块仿真模型,并基于罗克韦尔PLC控制系统和ADI仿真系统搭建所需的半物理仿真平台,仿真研究发电模块的动态特性,制定发电模块在不同运行状态下的转速控制策略。文中针对燃气轮机发电模块在不同工况下负荷突变的不同情况进行仿真研究,分析比较几种转速控制方案在发电模块不同运行状态下的控制品质,结合几种控制方案的优点制定最优的转速控制策略。

关键词：三轴燃气轮机发电模块负荷变化转速控制半物理仿真

两种控制方案对发电用燃气轮机调速性能影响的仿真研究

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汽轮机技术 2015年第5期57卷 357-359,398页

作者：邬健余又红贺星海军工程大学动力工程学院武汉430033

针对船用燃气轮机带电力负载甩负荷情况下超调量大稳定时间长,突增负荷时的超温现象,引入动力涡轮放气,利用Simulink工具设计和比较两种新的控制器并在某型三轴燃气轮机上进行验证性仿真,燃气轮机控制器中参数对调速品质的影响也分别进... 详细信息

针对船用燃气轮机带电力负载甩负荷情况下超调量大稳定时间长,突增负荷时的超温现象,引入动力涡轮放气,利用Simulink工具设计和比较两种新的控制器并在某型三轴燃气轮机上进行验证性仿真,燃气轮机控制器中参数对调速品质的影响也分别进行了优选和细化仿真。结果表明,带预估油量控制器模型调速效果更优,甩负荷下稳定时间10.23s瞬态调速率5.57%,相较之前文献稳定时间提升了14.19s,瞬态调速率降低了12.13%。

关键词：三轴燃气轮机控制器优选参数仿真

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舰用燃气轮机推进装置虚拟试验技术的研究

舰用燃气轮机推进装置虚拟试验技术的研究

作者：张京坤江苏科技大学

学位级别：硕士

联合动力装置由于其能有效解决军舰全速时的大功率和巡航时的经济性，同时由于其组合形式灵活多变，已成为今后世界各国大型舰船的动力发展趋势。而燃燃联合动力装置在各种型式的联合动力装置中具有自己独特的优点：功率密度大、启动及... 详细信息

联合动力装置由于其能有效解决军舰全速时的大功率和巡航时的经济性，同时由于其组合形式灵活多变，已成为今后世界各国大型舰船的动力发展趋势。而燃燃联合动力装置在各种型式的联合动力装置中具有自己独特的优点：功率密度大、启动及加载时间短、噪声低频分量低等，其满足了军用舰艇为提高战斗力需要提高航速和机动性能的要求，越来越受到各国海军的青睐，因此研究燃燃联合动力装置对我国舰船动力的发展有着重要意义。本文分析了燃燃联合动力装置推进系统的主要配置形式，各自的特点以及在船舶推进系统中得应用情况，对燃燃联合动力装置进行了初步设计。同时，运用MATLAB/-Simulink仿真工具对燃燃联合动力装置推进系统以模块化的设计方法对其进行了建模与仿真，整个系统包括三轴燃气轮机模型、sss离合器模型、并车齿轮箱模型、并车控制器模型、调速器模型、推进器模型以及船体模型。通过建立的仿真模型，对单台燃气轮机的动态过程、两台燃气轮机的并车、切换过程进行了仿真研究，得到了在各种运行模式下的燃气轮机功率、出口温度等相关参数以及并入、切换时sss离合器的中间件在不同比转加速度和不同阻尼下的位移变化规律，并对燃燃联合动力装置的控制方案和控制参数进行了初步研究。建立燃气轮机仿真模型时对燃气轮机相关部件的特性曲线的处理是关键，本文结合神经网络法和最小二乘法对燃气轮机部件特性进行了拟合，满足了仿真的拟合精度要求。同时，本文将模糊控制应用于燃燃联合动力装置的调速控制中，通过模糊控制，自动地修改、调整和完善模糊控制规则，从而再现实际操纵中对该型燃气轮机的实际控制经验，达到了良好的控制燃燃联合推进装置这一高度非线性、较大时滞和时变性的复杂系统的效果。

关键词：三轴燃气轮机特性曲线模块化建模 MATLAB\Simulink 燃燃联合

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舰船燃气轮机发电模块仿真研究

舰船燃气轮机发电模块仿真研究

作者：杨健中国舰船研究院

学位级别：硕士

随着舰船综合电力系统成为未来舰船动力系统的发展方向,燃气轮机由于其独特的优势,是作为大功率发电模块原动机的理想选择。本文针对某型三轴燃气轮机用作燃气轮机发电模块原动机的运行特性以及其在负荷突变情况下的控制特性进行了仿真... 详细信息

随着舰船综合电力系统成为未来舰船动力系统的发展方向,燃气轮机由于其独特的优势,是作为大功率发电模块原动机的理想选择。本文针对某型三轴燃气轮机用作燃气轮机发电模块原动机的运行特性以及其在负荷突变情况下的控制特性进行了仿真研究。本文是基于某型三轴燃气轮机作为全电力推进的原动机的基础展开的,采用模块化建模的方法建立了燃气轮机系统各主要部件的非线性模型,同时考虑了转子惯性和容积惯性,所建模型具有很好的通用性。在部件特性处理方面,利用神经网络拟合法来处理压气机和涡轮的部件特性曲线,经验证,具有很高精度。利用Matlab/Simulink仿真平台,分别搭建了燃气轮机发电模块各部件的仿真模型,将各部件仿真模型通过连接调试,搭建起燃气轮机发电模块仿真模型。参考某型燃气轮机运行特性的相关资料,分别对仿真模型中的燃气轮机的额定功率、燃气轮机发电模块的故障保护、高压压气机后放气、调速器设置、最小、最大燃油流量限制等参数进行了初步设定。依据燃气轮机发电模块负荷突变要求,制定适合燃气轮机发电模块的控制算法,分别设计了PID控制器和模糊PID控制器,并对燃气轮机发电模块负荷突减20%、负荷突减40%、负荷突减60%、全甩负荷以及负荷突增50%等5种情况进行了仿真研究。仿真研究结果表明,当燃气轮机发电模块负荷突变时,通过对参数的设置和设计的PID控制器、模糊PID控制器,能很好的使机组性能满足指标要求。并且通过仿真结果的比较得出当燃气轮机发电模块负荷突减40%、60%以及全甩负荷时,模糊PID控制算法能够更好的满足调节要求。本文对于某型三轴燃气轮机作发电模块原动机的仿真研究,可作为后续燃气轮机发电模式运行的参考。

关键词：三轴燃气轮机模糊PID 仿真研究负荷突变

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大型燃气轮机试验系统建模与仿真研究

大型燃气轮机试验系统建模与仿真研究

作者：吴启泉江苏科技大学

学位级别：硕士

燃气轮机由于其优秀的动力性能被广泛运用于军用舰船上。其具有功率大，经济性高，配置方式灵活多变的优点。对于燃气轮机动态特性的研究已成为一个新的前沿课题。由于用物理试验方法来研究燃气轮机的动态特性所需成本花费较大，资源消... 详细信息

燃气轮机由于其优秀的动力性能被广泛运用于军用舰船上。其具有功率大，经济性高，配置方式灵活多变的优点。对于燃气轮机动态特性的研究已成为一个新的前沿课题。由于用物理试验方法来研究燃气轮机的动态特性所需成本花费较大，资源消耗高。因此，建立一个大型燃气轮机试验仿真系统对于研究舰船上燃气轮机动力装置的推进特性具有重大的意义。本文的主要任务是进行大型燃气轮机试验系统在不同工况下的动态性能仿真。为燃气轮机试验系统的物理试验提供台架设计、选型及组建以及运行预测及控制等方面的决策依据，同时为试验研究补充必要的试验数据。通过分析舰船动力装置配置，在对试验系统结构了解的基础上，对大型燃气轮机试验系统进行了模块划分。其中在Simulink建立了燃气轮机的仿真模型，并车控制器仿真模型，在AMESim中建立了SSS离合器仿真模型，并车齿轮箱仿真模型、推进装置仿真模型和船体仿真模型。在对SSS离合器仿真模型建立过程中，结合AMESim软件特点对SSS离合器的数学模型做了推导，使对SSS离合器的动态特性更加方便。文中还就建立的仿真模型探讨了SSS离合器中间件位移在不同比转速和液压阻尼力下的位移规律。同时，在对各个仿真模型进行仿真验证的基础上，将各个仿真模型拼装成完整的试验仿真系统。最后本文对单机单桨运行的稳态工况，双机单桨的并车、解列过程，四机双桨的并车过程做了预研式仿真研究，得到了在各种推进模式下，燃气轮机的输出功率和螺旋桨的推力阻力变化曲线，并对曲线的变化做了分析和探讨。在Matlab/Simulink与AMESim进行联合仿真的过程中，对于接口参数的正确配置是两者能够正确运行的前提。本文给出了详细的配置步骤和方案，经验证，配置方案正确，两个软件能够正确联合运行，使所建立的试验仿真系统能够进行联合仿真。同时，文中还对双机单桨和四机双桨的控制方案进行了初步设计和研究。

关键词：三轴燃气轮机 SSS离合器模块化建模试验系统

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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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：司品顺江苏科技大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：三轴燃气轮机特性曲线模块化建模 MATLAB\Simulink