[发明专利]综合性智能动态船机桨联合控制方法

说明书

本发明公开了一种综合性智能动态船机桨联合控制方法，其包括以下步骤：步骤1、船体和螺旋桨的匹配分析程序；得到在该特定值的排水量下的最优的船舶纵倾TR、最优的船舶平均吃水T；步骤2、螺旋桨和主机的匹配分析程序；找出实时最低的主机油耗FOC值，即可得到此时最优的转速n及对应的螺距Pitch；步骤3、综合判断并发指令控制程序；判断船舶未来一段时间的航行状态，设定判断程序，以触发步骤1或步骤2。本发明立足于船、机、可调桨的统筹协调，实现综合分段、智能优化、动态实时的可调桨联合控制方法，在船舶的全寿命周期内，实现船舶实时航行的油耗最低。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种综合性智能动态船机桨联合控制方法。

背景技术

相比于固定螺距桨，可调桨可以实现螺距的调节。随着可调桨在实船上越来越多的应用，各主要厂商及研究机构都提出了各自相应的可调桨控制方法或者专利。

现有的实船上配备的以及国际国内的专利中所采用可调桨联合控制方法有如下几类：

(1)可调桨与主机转速分别独立控制，由船员根据经验自行操纵；

(2)传统的联合控制方式：在特定的航速范围内(例如50％设计航速以下)，主机转速固定，通过调整螺旋桨的螺距来实现航速的变化；在特定的航速范围外(例如50％设计航速以上)，螺旋桨螺距固定，通过调整主机转速来实现航速的变化；

(3)预置式联合控制曲线：在实船上预先安装固定的控制曲线，主机转速与螺旋桨螺距一一对应实现联动。

(4)动态式联合控制：没有预先设计好的联合控制曲线，而是通过多种方法包括但不限于机桨特性曲线、实船数据收集、各种参数感应等方式实现主机转速与螺距的动态调节。

上述方法1无法实现机桨智能联动，且人工操作会带来随机不利影响。

上述方法2无法实现在全航速范围内均实现油耗的实时最优。

上述方法3无法实现在船舶的各种寿命周期内均实现油耗的实时最优；无法避免船舶污底老化后，预置曲线的不匹配问题。

上述方法4存在以下缺陷：

(1)有的仅从比较局限性的理论上分析，没有考虑船机桨的统筹配合，最终也没有应用到实船上。

(2)有的方法过于复杂，例如通过采集风、浪、流等各种航行信息，实现实时计算。此种方法一则误差过大，无法保证风浪流等信息的实时准确性；二则实现起来难度太大，仅停留在理论分析层面。目前也没有看到类似的实际应用。

从目前的情况来看，并无一种方法可以从全局上统筹兼顾船、机、桨的协同配合使用，以达到综合优化的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种综合性智能动态船机桨联合控制方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种综合性智能动态船机桨联合控制方法，其中，螺旋桨为可以调节螺距的可调桨，其包括以下步骤：

步骤1、船体和螺旋桨的匹配分析程序；

在排水量DISP为特定值的前提下，预先给定一系列螺距Pitch，分析不同的船舶纵倾TR，得出螺距Pitch和船舶纵倾TR相对应的螺旋桨收到功率PD曲线；从而得到在该特定值的排水量下，不同船舶纵倾TR以及不同螺距Pitch形成的螺旋桨收到功率PD曲线矩阵；将这些螺旋桨收到功率PD曲线矩阵进行优化分析后，得到在该特定值的排水量下的最优的船舶纵倾TR、最优的船舶平均吃水T；

步骤2、螺旋桨和主机的匹配分析程序；