4。1 Simulink 与数据库的连接 33

4。2 数据库与 WebAccess 的连接 35

4。3 本章小结 36

结论与展望 37

结论 37

展望 37

致谢 38

参考文献 39

第一章 绪论

本章主要介绍了船舶排气系统仿真监测的研究目的与意义、国内外船舶动力装置 仿真技术的现状、本文柴油机建模的主要方法。

1。1 研究目的及意义

随着船舶动力装置不断地朝大型、高速、复杂以及自动化方向的发展，虽然这 在很大程度上给我们带来方便，但在船舶动力装置的开发、设计、检测、监测等方面 却给我们提出了更加高的要求。

首先是船舶动力装置的试验检测方面，由于上述的发展特点，使得这个本身就 是非线性的复杂系统，更加无法用常规的试验分析方法来计算其在不同工作状态下的 各参数。而且，借助于实验室等现实中的试验，一个是耗时长，同时，试验所需的投 资也大，加之风险大以及会受各种不确定因素的影响和限制，使得现代大型化的船舶 动力装置系统用传统的试验检测方法是不太可能的事情。该课题利用 MATLAB 中的 Simulink 模块功能解决了上述问题。利用 Simulink 可以轻松方便地结合实际或者模拟 的环境进行建模、仿真、分析，使得试验投资少、耗时短、风险小、限制小等。仿真 系统可以真实有效地反应动力装置各个不同的运行状态，在允许接受的范围内给实际 运行提供参考。除此之外，在进行船舶动力装置设计时，只需对数据稍加修改，就可 以实现模型的重复利用，也由于模型的重复利用性，使得设计时可以对不同的设计方 案仿真模拟之后进行各项数据的对比，最终可以得到一个最优解。而所有这些优势仅 仅是在很低的投入下所获得的，这也符合当下“绿色环保”的主题。论文网

其次是船舶动力装置的监测方面。由于 MATLAB/Simulink 仿真系统的数据不能 及时有效地实现像真实仪表那样直观地呈现数据，这对它在虚拟仿真平台的运用受到 一定限制。

该课题目的在通过实现 MATLAB 中的 Simulink 模块功能和 WebAccess 的联接来 解决上述问题。首先通过 Simulink 对系统进行模拟仿真，得到排气系统的仿真数据， 然后将 Simulink 与 WebAccess 连接，及时准确直观地反映在 WebAccess 所绘制的虚 拟表盘上，实现排气系统的仿真与监测。

1。2 船舶动力装置仿真技术的国内外现状

1。3 建模的主要方法

由于本文本主要从设计的角度出发来求排气系统的各项参数，对参数的精度要求 不是很高，本着简化处理的原则，故选用了两种使用方便、计算简单的建模方法，接 下来介绍这两种建模方法：

1。3。1 充排法

充排法即容积法，与接下来的要介绍的平均值法都属于零维模型（即热力学模型， 属于非线性模型）。使用容积法建模时，一般假设气缸中混合气体工质的成分、压力 和温度不随空间变化，仅仅根据喷入气缸的燃油、进排气引起的工质焓值的变化，利 用质量守恒定律、能量守恒定律和热力学第一定律计算各个子系统模块的基本方程， 其中包括压气机、中冷器、柴油机本体和废气涡轮等，进而得到柴油机的数学模型， 为 MATLAB/Simulink 的建模提供基础。

1。3。2 平均值法

如同充排法，平均值法模型也是基于准稳态的非线性模型。就像在求柴油机排气 温度、压力时，不考虑各缸排气温度的不同及排气压力波的影响，平均值法模型忽略 气缸工作时内部复杂的热力学及曲柄连杆机构动力学计算，对简单明确的物理过程用 代数或微分方程表示，对于复杂的物理过程，建立完整的代数方程或微分方程往往很 困难，此时我们就用经验公式或者根据实验数据进行插值计算。此方法主要是描述柴 油机内状态参数的平均值（非对时间的平均）随时间的变化关系，其特点是模型简单、 使用方便、计算简单、实时性较强，能很好满足柴油机动态仿真过程的实时性要求[2]。