[發明專利]基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺

有效

• 申請號: 201611215769.0
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106697187B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 楊琨;高勇;嚴新平
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發明公開了一種基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺，其主要由船舶動力系統模擬實驗臺架，安裝在實驗臺架上的數據監測及故障診斷平臺(5)，以及通過信號線與數據監測及故障診斷平臺(5)相連的油液在線監測模塊(6)組成，油液在線監測模塊(6)并聯于實驗臺潤滑管路系統中。本發明能夠實現船舶動力系統不同工況的模擬，可實現對不同工況下船舶動力系統和軸系的扭矩監測、振動監測、軸功率監測以及潤滑油和液壓油狀態的在線監測；結合智能化機器學習方法，在大量監測數據的支撐下，實現智能機艙架構下的船舶動力系統故障診斷和狀態評估；能夠作為智能化在線監測與診斷系統的對象平臺。

技術領域

本發明涉及一種基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺，可仿真模擬船舶動力系統的不同工況和各種故障，在測試系統的配合下完成對不同工況下船舶動力系統狀態的實時監測，在大量監測數據的支撐下，利用統計機器學習方法對數據進行分析和學習，獲取軸系和軸承狀態變化趨勢和潛在的故障信息，并及時的進行預警和提醒。

背景技術

隨著造船行業對造船技術、安裝工藝及質量要求的不斷提高和“節能減排”的提出，對船舶動力系統的性能提出了更高的要求，需要其在不同工況下具有良好的性能。通過人為的模擬各種不同的工況，并監測其各項運行指標，比如振動、油液狀態等參數，來獲取船舶動力系統不同工況下的性能最優點，為實船運行提供參考意見和維護策略。

船舶動力系統是船舶航行的核心部分，主要由船舶主機、軸系、軸系附件、傳動設備和推進器(螺旋槳)組成。船舶常規動力系統主要是柴油機動力系統、燃氣輪機動力系統以及電力推進系統。在不同海域、不同天氣狀況下，船體和螺旋槳受到的水的阻力也不相同，此時船舶主機需要提供的扭矩、齒輪箱的速比、螺旋槳的轉速都要做相應的調整，這就形成了船舶動力系統的不同工況。

軸系作為連接主機和螺旋槳的重要部件，其安全與否直接關系到船舶能否正常航行。正常情況下在船舶出塢前，工程師們都會對其軸系進行的準確的較中，也會從安裝工藝上保證其正常工作。但在船舶航行過程中，包括船體變形、摩擦磨損等一系列因素都會導致軸系無法正常工作，所以，對軸系工作狀態的監測就顯得尤為重要。

隨著信息技術的飛速發展，船舶也在向著智能化的方向發展。智能化系指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、智能控制技術等匯集而成的針對某個對象的應用。智能機艙能夠綜合利用狀態監測系統所獲得的各種信息和數據，對機艙內機械設備的運行狀態、健康狀況進行分析和評估，用于機械設備操作決策和維護保養計劃的制定。

專利文獻CN 102289978 A公開了一種多功能船舶聯合動力裝置綜合模擬實驗臺，該實驗臺既可模擬多種船舶動力裝置,也可以進行船舶動力裝置總體性能研究和船舶動力裝置零部件的性能研究。該專利只是提出了一種船舶動力裝置模擬實驗臺，并沒有考慮到對不同工況下動力裝置的振動、溫度、油液等參數進行監測和智能化分析。

針對上述情況，本發明設計并建立了這種基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺，能夠進一步研究船舶動力系統不同工況下的整體性能，利用狀態監測系統所獲得的各種信息和數據，對機艙內機械設備的運行狀態、健康狀況進行分析和評估，利用統計機器學習方法對故障進行辨識和定位，并給出設備維護建議。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺，該實驗平臺能夠在智能機艙架構下實現船舶動力系統不同工況的模擬，同時還能夠模擬齒輪箱、軸系、軸承、液壓系統等關鍵部件單個或同時處于故障狀態時船舶動力系統的運行狀態并實時監測，從而實現對船舶動力系統故障狀態的在線監測和分析診斷技術的實驗研究。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供的基于智能機艙的船舶動力系統工況模擬和診斷實驗平臺，主要由實驗臺架，安裝在實驗臺架上的數據監測及故障診斷平臺，以及通過信號線與數據監測及故障診斷平臺相連的油液在線監測模塊組成，油液在線監測模塊并聯于實驗臺潤滑管路系統中。