[发明专利]一种船舶的可调桨联合控制方法

说明书

本发明公开了一种船舶的可调桨联合控制方法，涉及可调桨领域，该方法能够根据船舶实际航行工况的增多，自动寻找基于推进系统耗油量最低的不同航速下的可调桨的螺距比和主机转速的组合关系，然后在航行时可以任一航速下，按照这样的螺距比和主机转速的组合关系进行联合控制，从而实现任一航速下推进系统耗油量最低的目标。

技术领域

本发明涉及可调桨领域，尤其是一种船舶的可调桨联合控制方法。

背景技术

可调桨系统由于具有技术可靠性、使用维护稳定性和价格优势，已经被广泛应用于公务船、调查船和货船等主流船舶上，现有的可调桨系统控制方式主要有独立控制方式、机桨联合控制方式和恒转速控制方式，其中机桨联合控制方式是较为智能且较为常用的控制方式。

目前传统的机桨联合控制方式为：在额定航速的50％以内对船速进行控制时，主机转速稳定在主机齿轮箱合排转速附近，通过调节螺旋桨螺距实现船速和航向的改变；在50％的额定航速至额定航速范围对船速进行控制时，将可调桨固定在最大螺距比，通过调节主机转速实现船速和航向的改变。但目前传统的机桨联合控制方式存在以下几个问题：(1)、只有在船舶设计工况下才能保证螺距角和主机转速的最佳匹配，一旦船舶航行状态改变或偏离设计航速，就很难保证它们之间的最佳匹配关系；(2)、在自然能源日益匮乏的现在，最大限度的降低船舶燃料消耗，尤其是主推机系统的燃油消耗成为了各类船舶发展的必然趋势，但可调桨系统作为主推机系统中的重要组成部分，目前却并没有考虑节省燃油消耗。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种船舶的可调桨联合控制方法，能够根据船舶航行工况的增多，自动寻找基于推进系统耗油量最低的不同航速下的螺距比和主机转速的组合关系，使得船舶在任一航速下推进系统燃油耗油量最低。

本发明的技术方案如下：

一种船舶的可调桨联合控制方法，该方法包括：

获取船舶在航行过程中的实时航行数据，实时航行数据包括船舶实时的航速、主机转速、螺距比和推进系统耗油量；

对获取到的各个实时航行数据进行数据分析，获取船舶在当前航行工况下的稳定航行数据，稳定航行数据包括船舶在当前航行工况的稳定阶段的航速、主机转速、螺距比以及推进系统耗油量；

不断改变航行工况，并在每个航行工况下再次执行对获取到的各个实时航行数据进行数据分析，获取船舶在当前航行工况下的稳定航行数据的步骤；

根据获取到的各组稳定航行数据得到船舶全航速下的耗油量关系，一个航速下的耗油量关系包括航速下的推进系统耗油量与主机转速和螺距比的对应关系；

不断改变航行工况并获取稳定航行数据，利用获取到的稳定航行数据对全航速下的耗油量关系进行修正得到全航速下的机桨匹配关系，一个航速下的机桨匹配关系包括航速下使得船舶的推进系统耗油量最小的主机转速和螺距比；

在船舶的航行过程中，控制船舶的可调桨按照全航速下的机桨匹配关系工作。

其进一步的技术方案为，利用获取到的稳定航行数据对全航速下的耗油量关系进行修正得到全航速下的机桨匹配关系，包括：

确定与获取到的稳定航行数据中的航速对应的耗油量关系中的推进系统耗油量；

若确定得到的耗油量关系中的推进系统耗油量大于获取到的稳定航行数据中的推进系统耗油量，则将获取到的稳定航行数据中的航速所对应的耗油量关系更新为获取到的稳定航行数据中的推进系统耗油量与主机转速和螺距比的对应关系。

其进一步的技术方案为，对获取到的各个实时航行数据进行数据分析，获取船舶在当前航行工况下的稳定航行数据，包括：

对第i个时刻至第j个时刻的连续时长内的航速、主机转速以及螺距比分别进行数据稳定性的评判，i和j均为参数，i的起始值为1，j的起始值为i+1；