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1、第36卷第10期艦船科學(xué)技術(shù)Vol.36,No.102014年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.,2014艦船動力系統(tǒng)模塊化建模方法胡錦暉,胡大斌,何其偉(海軍工程大學(xué),湖北武漢430033)摘要:在艦船動力系統(tǒng)仿真平臺的研究中,建立的系統(tǒng)模型應(yīng)能夠滿足實(shí)時(shí)仿真的要求,同時(shí)具有通用性,以提高仿真模型的重復(fù)利用率。以某型艦船動力系統(tǒng)為例,研究模塊的分類、模塊的分解處理等模塊化建模方法,建立其模型庫并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。該方法克服了傳統(tǒng)建模法得到的模型可移植性與獨(dú)立性較差的缺點(diǎn),提高了模型的可重用性。關(guān)鍵詞:艦船;動力系統(tǒng);模塊化;建模中圖分類號:TP
2、391.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-7649(2014)10-0059-05doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2014．10．014StudyofthemethodofpowersystemmodularmodelingofwarshipHUJin-hui,HUDa-bin,HEQi-wei(NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Intheresearchonpowersystemsimulationplatformofwarship,themodelsshould
3、meettheneedofreal-timesimulationandareuniversalforimprovingtheirrepeatingutilizationfactor.Takingsometypeofwarshippowersystemforexample,themodularmodelingmethodofclassificationandhierarchyarestudied.Themodellibraryisconstructedandvalidatedinthepowersystemsimulation.Thepoorportabilityandi
4、ndependenceoftraditionalmodelingmethodisovercomed.Thereusabilityofmodelsisimproved.Keywords:warship;powersystem;modular;modeling化建模”。0引言現(xiàn)代艦船的動力系統(tǒng)盡管設(shè)備種類繁多、技術(shù)在艦船動力系統(tǒng)仿真研究中,傳統(tǒng)的建模方法復(fù)雜、規(guī)模龐大,但從其設(shè)備的工作原理來講存在常采用高級程序語言(例如Basic,Pascal,C++)編寫著諸多類似的部件。例如,各種類型的推進(jìn)電機(jī)在動力系統(tǒng)各設(shè)備的模型,模型結(jié)構(gòu)固定,缺乏通用原理上基本一致,只是它們在特征
5、參數(shù)等指標(biāo)上有性,模型的適應(yīng)性并不好。由于程序的可重用性差,所不同。導(dǎo)致代碼資源不能很好地共享,與現(xiàn)代軟件開發(fā)所在艦船動力系統(tǒng)的仿真研究過程中,可針對不遵循的理念不符。同的子系統(tǒng)分別建立典型模塊的數(shù)學(xué)模型,然后將模塊化的思想逐漸融入到建模仿真過程中:即這些模型組合起來,以建立整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。采用某種規(guī)則把被研究系統(tǒng)分為不同的子系統(tǒng),以本文通過對模塊的分類、模塊間關(guān)系處理等模塊化模型模塊的形式表示每一個(gè)子系統(tǒng),并按照子系統(tǒng)建模方法的研究,實(shí)現(xiàn)了包含某型艦船動力系統(tǒng)主之間的構(gòu)建關(guān)系將這些模塊連接起來,從而組合為要模塊的模型庫設(shè)計(jì),從而達(dá)到提高模型可重用性被研究系統(tǒng)的仿真
6、模型。這種思想可稱之為“模塊的目的。收稿日期:2013-05-20;修回日期:2014-09-09作者簡介:胡錦暉(1980-),男,講師,博士,主要從事艦船輪機(jī)工程專業(yè)教學(xué)與科研工作。·60·艦船科學(xué)技術(shù)第36卷1動力系統(tǒng)模塊化建模方法系統(tǒng)1．1模塊化建模的準(zhǔn)則子系統(tǒng)1子系統(tǒng)2模塊化建模的基本原則為:采用標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則設(shè)備11設(shè)備12建立子系統(tǒng)或部件的數(shù)學(xué)模型,再將該模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)子程序,作為基本的建模模塊,然后按照模部件部件塊之間的連接關(guān)系將它們組合成各種不同的系統(tǒng)仿真模型。模塊化建模還需滿足以下準(zhǔn)則:圖1動力系統(tǒng)的建模層次Fig．1Modelinghierarch
7、yofpowersystem1)模型模塊相互間獨(dú)立,可單獨(dú)用于對某種設(shè)備進(jìn)行仿真,又可參與更大系統(tǒng)的仿真;本文中,某型艦船動力系統(tǒng)的分層模塊化模型2)基本的模型模塊構(gòu)成系統(tǒng)的仿真模型,它可用圖2表示。第1層次是整個(gè)系統(tǒng)的模型,由對們是組成整個(gè)系統(tǒng)的基本元素;應(yīng)于各個(gè)子系統(tǒng)的子模型組成,如本文所研究的動3)應(yīng)保證各個(gè)模型模塊之間連接關(guān)系、命名、力系統(tǒng)模型由原動機(jī)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)輸入輸出變量等規(guī)范化;等子模型組成;第2層次是各個(gè)子系統(tǒng)由其對應(yīng)于4)以各物理設(shè)備進(jìn)行模型模塊的劃分,如艦各個(gè)設(shè)備的模塊組成,反映子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如推進(jìn)船動力
