[01113178]航母蒸汽动力装置全局优化及协调控制研究

蒸汽动力装置设备众多,结构复杂,工况变化范围大,具有典型的大系统特点,有必要在单个设备和子系统研究基础上,建立回路之间相互协调关系,合理调整各个子系统之间的控制任务和指标,同时结合工程实际,将先进的控制方法应用于实际系统,必须研究控制方法的实现技术。另外,进行蒸汽动力装置的高效实时监控系统的构建研究也是对蒸汽动力装置的稳定可靠运行具有重要意义,因此在蒸汽动力监控系统设计方案中需要考虑动力监控系统与电站的协调控制以及动力监控系统与弹射单元的协调控制,并进行系统改进,以适应上述变化。哈尔滨工程大学针对蒸汽动力装置全局优化及协调控制开展深入研究。在研究过程中,针对动力系统特定对象建立其数学模型,在数学模型构建和优化的基础上,深入分析了电站和动力系统协调控制策略并进行了仿真验证。针对动力系统中大负荷扰动的特殊运行工况,采用协调优化控制算法实现了锅炉系统的燃烧控制,同时对大负荷扰动下的锅炉系统与动力装置辅助设备之间的协调控制策略进行了深入研究和仿真分析。同时,项目通过对发电机组建模,在电站突增和突甩负荷情况实现了供汽单元与船用发电机组之间的匹配协调控制。在弹射供汽保障系统协调控制策略研究过程中,深入讨论了供汽单元和弹射系统之间的协调控制算法,并对多只弹射系统之间的协调工作模式优化及仿真验证。从全局角度出发,构建了蒸汽动力装置全工况下大系统的模型,深入分析了蒸汽动力装置全局优化控制策略并进行了仿真验证,基于AC800F/AC900F系列DCS系统突破了此系统和外界高级应用程序之间的数据通讯接口,实现了先进控制方法在DCS系统中的技术实现,开发设计了基于嵌入式模式的分布式系统控制系统,显著提高了设备之间冗余性和互操作性,项目研究成果紧密结合实际,具有显著的针对性和先进性。