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船用柴油机性能数据库开发与故障仿真计算

作　者: 石侠红
导　师: 杨建国
学　校: 武汉理工大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船用智能化柴油机性能数据库试航离线软件故障仿真
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 125次
引　用: 3次
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内容摘要

随着航运事业的飞速发展,二冲程智能化柴油机将成为未来远洋船舶主要原动力。柴油机制造企业的信息化有利于提高我国船舶柴油机的制造水平。本文深入分析了船舶柴油机生产过程的信息化需求,开发了船用柴油机试航离线软件；围绕智能化柴油机建模与仿真,研究了多种故障与热力参数间的关系,为智能化柴油机的监测诊断提供了技术支持。论文的主要研究工作如下：(1)从用户、功能、数据、流程等方面分析了柴油机性能数据库管理系统的需求,并根据开发背景和需求确定了系统的开发平台和开发模式。(2)从系统结构、数据库、用户界面、功能实现等4个方面详细介绍了试航离线软件的开发过程。确定了试航离线软件的4层主从数据表、ADO+MIDAS3层数据存取结构、多窗体显示界面的总体设计方案,并在此基础上详细介绍了绘图、排放计算及试航报告输出、数据异常报警、离线导入及导出等几大功能的设计思路、代码实现及实现细节。(3)采用基于Windows Socket的网络开发技术,利用自定义的数据传输协议,实现了X3软件平台与离线软件高速稳定的数据通信与交换,从而提高了数据处理的实时性,保证了信息传输的数据完整性。(4)以8S60MEC型智能化柴油机为研究对象,利用Boost软件建立了零维数值模型,根据试验数据,验证模型的正确性。在此的基础上进行了8种故障仿真计算,提取了反映柴油机性能的14个热力参数,仿真结果表明不同故障对热力参数的影响不同,这为建立故障数据库提供了重要依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 船舶柴油机数字化管理的现状  11-13
  1.3 柴油机常用故障监测与诊断的方法  13
  1.4 国内外柴油机建模的研究现状  13-15
  1.5 本文的主要研究内容及思路  15-16
第2章柴油机性能数据库管理系统的需求分析  16-32
  2.1 船用柴油机性能数据库管理系统构架  16-28
    2.1.1 用户对象  17
    2.1.2 功能业务用例  17-25
    2.1.3 功能数据用例  25-27
    2.1.4 系统总流程  27-28
  2.2 系统开发背景与软件开发平台  28-29
  2.3 面向对象方法  29-30
  2.4 OLE自动化概念  30
  2.5 X3协同管理平台的过程建模  30-31
  2.6 本章小结  31-32
第3章试航离线软件开发  32-62
  3.1 系统结构设计  32-34
    3.1.1 功能结构  32-33
    3.1.2 工作流程  33-34
    3.1.3 文件管理  34
  3.2 数据库设计  34-42
    3.2.1 数据范围约定  34-35
    3.2.2 数据表设计  35-38
    3.2.3 数据集的使用  38-42
  3.3 用户界面设计与实现  42-48
    3.3.1 主界面的设计  42-45
    3.3.2 多窗体界面  45-47
    3.3.3 负荷录入界面的平均值计算  47-48
  3.4 绘制图表功能的实现  48-52
    3.4.1 性能分析与限制曲线绘图界面  48-50
    3.4.2 绘图总设计流程图  50-51
    3.4.3 图表绘制  51-52
  3.5 排放计算文件与试航报告输出的实现  52-57
    3.5.1 总设计流程图  52-53
    3.5.2 多进程应用及应用程序间的数据共享  53-56
    3.5.3 基于XML的本地数据存取  56-57
  3.6 负荷数据的异常报警的实现  57-59
    3.6.1 RTTI机制简介  57
    3.6.2 利用RTTI机制实现异常报警  57-59
  3.7 离线导入和导出的实现  59-61
    3.7.1 内存流的使用  60
    3.7.2 文件的编码和解码  60-61
    3.7.3 WindowAPI的使用  61
  3.8 本章小结  61-62
第4章柴油机数据库管理系统的数据传输服务开发  62-74
  4.1 利用Delphi进行Windows Socket的网络编程  62-63
  4.2 实时数据传输服务总体设计  63-65
    4.2.1 数据上传流程  63-64
    4.2.2 数据下载流程  64
    4.2.3 自定义数据传输协议  64-65
  4.3 实时数据传输服务的开发  65-73
    4.3.1 协议ID及协议数据的设定  66-68
    4.3.2 实时数据上传功能  68-72
    4.3.3 实时数据下载功能  72-73
    4.3.4 设置连接超时和接受超时  73
  4.4 离线数据传输服务开发  73
  4.5 本章小结  73-74
第5章智能化柴油机热力学数值模拟计算  74-96
  5.1 8S60MEC型智能化柴油机主要特性  74-75
  5.2 柴油机热力学数值模拟计算原理  75-81
    5.2.1 气缸仿真模型  75-79
    5.2.2 扫气、排气系统模型  79
    5.2.3 空冷器模型  79-80
    5.2.4 涡轮增压器模型  80-81
  5.3 智能化柴油机热力学数值建模仿真  81-84
    5.3.1 AVL BOOST软件简介  81
    5.3.2 MAN B&W 8S60MEC柴油机数值计算模型  81-82
    5.3.3 模型初始参数输入  82-84
  5.4 模型验证  84-86
  5.5 基于数值模型的故障仿真研究  86-95
    5.5.1 智能化柴油机常见故障原因分析  86-87
    5.5.2 故障仿真方案的设定  87
    5.5.3 故障仿真性能参数的提取  87-88
    5.5.4 故障仿真结果分析  88-95
  5.6 本章小结  95-96
第6章结论与展望  96-98
  6.1 结论  96
  6.2 展望  96-98
参考文献  98-101
致谢  101-102
攻读硕士期间发表的论文和参加的科研项目  102

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