船舶冷却水系统的应用是很重要的。而正常的冷却水的温度能够影响柴油机的正常运行。因此,为了有效改善柴油机的性能,更有效的和有效的工作,提高燃料的利用率等方面可以通过控制冷却水温度的准确性。本文的目的是建立一个合理的船舶冷却水系统数学模型适用于实时仿真计算通过模块化建模方法和集中参数建模方法,通过分析船舶冷却水系统的结构和机制,然后船主机冷却水温度控制系统故障分析,并找到主机冷却水系统相应的维护措施。
 
关键字：船
舶柴油机； 冷却水温度； 温度异常

第一章 绪论

     船舶上的冷却水系统是一个非常重要的设备。相同的，冷却水温度对正常的柴油发动机的运行的影响是非常深的,所以为了提高柴油机的性能,更有效的工作,提高燃料利用率等方面,我们可以精确地控制冷却水温度来实现。

1.1选题背景与意义

       船用冷却水系统是船舶电厂安全可靠运行的重要保证。柴油机燃油燃烧通过气缸，活塞和汽缸头部分排放的燃烧热量分散在30％〜33％左右。为了执行热量，需要有足够数量的冷却介质强制连续流过加热部件，通过冷却保证加热部件的正常和稳定的温度。主机工作，如果不是全部是机械能量转化为能量，会产生大量的热能，当能量高于一定阈值时，润滑油就不会有有效的润滑作用，而机械疲劳，金属会变脆。相反，如果你要使设备正常工作，使其运行更稳定，确保主机在冷却过程中不会过度冷却：因为材料没有完全燃烧，所以一氧化碳等碳氢化合物和废气将输出很多;润滑油粘度如果大，则相应的摩擦力也会增加，消耗的能量也增加，不利于导热，散热效果不大，损坏的气缸会相对较大。润滑油不能正常润滑，导致活塞与气缸套之间的异常摩擦是导致主缸故障的主要来源。因此，大多数柴油机的冷却水系统。持续发展的技术到20世纪70年代初，中央冷却水系统逐渐被广泛使用。具有冷却系统的特点，采用“海水通过冷淡水冷却器进行低温水冷却，将冷却的低温水冷却到冷却热交换器，船主要柴油机气缸套水冷却器，淡水，主柴油机由高温冷却水冷却电路。
       现代化的主机冷却水系统应根根到正常有效的冷却套，这样可以很好的避免它的损坏，同样的方式，在这个时候气缸套可以精确控制温度，一些相同的低温腐蚀，高温腐蚀问题会降低。我们也可以说在某些情况下，主机的冷却水系统运行良好，决定主机运行良好。如果不能有效控制冷却水温度，那么如果温度高于正常运行所需的温度，润滑油，会导致老化速度变快，磨损部位之间会变得更快;如果冷却水温度要低于正常运行温度，可以使酸的冷却水增加，从而导致气缸的腐蚀，也可以使其磨损更快。精确控制冷却水温度可使主机运行良好。因此，为了准确控制冷却水的温度，我们应该从平常开始，定期进行以下维护，发现冷却水温度出现问题应及时找出原因，并迅速解决问题。

1.2国内外研究动态

1.2.1国内研究现状

       国内外关于船舶柴油机冷却水温度控制系统的研究主要集中在冷却水温度的控制方法上。2002年，杜玉恒提出了“船用柴油机冷却水温度的模糊控制”方法，但模糊控制在精确控制水温时效果不太理想；2003年，“主机缸套冷却水出口温度控制方法“及“基于功率的缸套冷却水出口温度控制系统的研究”其针对缸套冷却水“惯性大，缸套冷却水出口温度经常超调”的特点，提出了在现有的传统PID反馈控制的某础上，采用“前馈”方法，引入以船舶主柴油机输出功率作为反映缸套冷却水热负荷扰动信号的前馈控制，以减小缸套冷却水出口温度的动态偏差并利用Matlab仿真进行了验证。仿真结果表明，这种控制方法比传统的控制方去具有更好的控制性能；2004年吴柱涛等人提出了船舶主柴油机缸套冷却水出口温度的智能控制，其将基于神经网络的模糊PID控制引入到缸套冷却水出口管路，需要一定的时间。

1.2.2国外研究现状

       船舶主机冷却水系统的温度控制是一个集水、电、机为一体的复杂的非线性系统，它的参数具有时变性、滞后性和不确性。针对那些带有纯滞后环节的时滞系统，1957年，0．J．Smith提出了一种预估补偿控制qmith预估控制，其可以预测未来的系统偏差，对系统的输出进行提前校正，这种超前校正作用，克服了时滞的不利影响。然而，Smith预估算法对系统的精确数学模型的依赖性限制了其在实际工程中的应用。1974年，E．H．Mamdani教授把模糊理论用于控制领域，把扎德教授提出的IF-THENN型模糊规则用于模糊推理，再把这种推理用于蒸汽机的自动运转中，通过试验取得了良好的效果。模糊控制以自然语言来表述控制规则，根据人对被控对象的操作经验来设计控制器，不需要依赖被控对象的精确数学模型。因此，被控对象的参数变化对模糊控制的控制效果影响较小，可用于对纯滞后、大惯性、参数漂移大的非线性不确定复杂系统的控制。但是，模糊控制同样存在诸多缺点，如设计过程缺乏系统的方法，控制规则的总结比较困难，对反馈信息的简单处理导致系统控制精度和动态品质不高等。

       显然，任何控制方式，包括智能控制在内，均具有一定的缺陷。因此，为克服主机缸套冷却水温度控制系统的大惯性和纯滞后，提高其温度控制的精确性，稳定性和可靠性，往往不能通过单一的方法来满意地解决实际问题，而是必须综合考虑各控制方案的优缺点，寻找具有最优控制性能的控制方法。为此，文献设计了一种船舶主机气缸冷却水温度模糊控制器；文献在传统的PID反馈控制的基础上，引入了以船舶主柴油机输出功率作为反映缸套冷却水热负荷扰动信号的前馈控制，前馈控制器为简单的比例调节器；在传统PID控制基础上引入了分别以柴油机排烟温度、油门拉杆位移为前馈信号的前馈模糊控制器；在缸套水温度反馈控制的基础上引入了负荷前馈控制，对反馈调节器采用基于相角稳定裕量的方法进行了参数自整定；采用模糊PID的控制算法，设计了参数自整定的模糊PID控制器；引入功率模糊控制信号，复合模糊控制与具有Smith预估器的PID控制来调节冷却水的温度；采用了神经元自适应控制方式代替传统的PID控制进行水温调节，以达改善控制并节约能源的目的；应用了神经网络的自学习能力，将其与PID算法相结合，仿真实现了冷却水温度具有自学习和自适应能力的神经网络PID控制器；将基于神经网络的模糊PID控制引入缸套冷却水出口温度控制系统中，以实现对缸套水温度进行在线控制；提出了将等维新息灰色预测控制与模糊自调节PID控制相结合的新型冷却水温度控制策略。