内燃机工程

作者：王亮,王兆文,张睿哲,孙伟

单位：1华中科技大学 能源与动力工程学院,武汉 430074,1华中科技大学 能源与动力工程学院,武汉 430074,1华中科技大学 能源与动力工程学院,武汉 430074,2上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 201411

关键词：船舶柴油机,突变工况,瞬态仿真,神经网络,自适应控制,

基金：国家自然科学基金项目（52206144）；工信部高技术船舶项目（［2022］296）

通过循环间状态传递和瞬变积累建立了船舶柴油机瞬态仿真模型，并采用柴油机台架试验数据进行了模型标定，模型整体精度大于95%。针对剧烈海况，结合反向传播（back propagation， BP）神经网络和比例–积分–微分（proportional-integral-derivative， PID）控制，自主开发了一种自适应调速器。随后在三级突增、一级突卸的负载突变工况下，进行了不同排气背压下的柴油机瞬态变工况分析，对比研究了不同调速器控制下柴油机转速波动情况。结果表明，相比传统PID调速器，自适应调速器能够很好地满足船舶柴油机工况剧烈变化下的转速控制需求。采用自适应调速器时，柴油机瞬时调速率减小了37.94%，转速稳定时间减少了37.48%。基于学习率和动量项对调速器性能影响的研究表明，选择较小的学习率和较大的动量项可以提高自适应控制的鲁棒性，更适合负载频繁波动的船舶柴油机。

来源：2026年第2期

《内燃机工程》期刊编辑部

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