Оптимізація налаштування електронного регулятора частоти обертання суднового дизеля

Abstract

Система автоматичного регулювання частоти обертання (САРЧ) є визначальною у забезпеченні стабільності роботи дизелів, які є найпоширенішими первинними приводами на суднах. Сучасні дизельні установки обладнуються електронними регулятори частоти обертання (РЧО), які мають технічну можливість налаштування відповідно до змінних умов плавання судна. Однак на практиці параметри налаштування регулятора встановлюються для конкретного режиму без урахування стохастичності зовнішніх умов плавання, що призводить до незадовільного регулювання частоти обертання на інших режимах. Це створює проблему забезпечення оптимальної роботи САРЧ з електронними РЧО в експлуатації, особливо за складних погодних умов. У зв’язку з цим метою дослідження є оптимізація налаштування електронного РЧО з урахуванням стохастичності навантаження в усьому діапазоні можливих експлуатаційних режимів суднових дизелів. Методика проведення дослідження включає використання методів чисельного та математичного моделювання, а також дозволяє врахувати стохастичні характеристики збурюючого впливу з боку гребного гвинта, зміни тиску газів у циліндрах дизеля, динамічні властивості елементів РЧО та нелінійності САРЧ.

The automatic speed control system (ASCS) is crucial for ensuring the stable operation of diesel engines, which are the most common prime movers on merchant fleet. Modern diesel installations are equipped with electronic speed governors (ESG) that can be adjusted upon changeable ship`s sailing conditions. However, in practice, governor parameters are typically set for a specific mode without considering the stochastic nature of external sailing conditions, leading to unsatisfactory speed regulation in other modes. This creates a problem of ensuring the optimal operation of the ASCS with ESGs during vessel`s operation, especially in rough weather conditions. In this regard, the study aims to optimize the adjustment ESG`s parameters, taking into account the stochastic nature of the load across the entire range of possible operational modes of marine diesel engine. The research methodology involves the use of numerical and mathematical modeling, allowing for the consideration of stochastic characteristics of disturbances caused by the propeller, fluctuations in gas pressure in the diesel cylinders, the dynamic properties of ESG components, and ASCS nonlinearities.