【導(dǎo)讀】世界造船業(yè)進入了‘?dāng)?shù)字化’階段。船舶的每個系統(tǒng)都可以進行建模與仿真。船舶機艙是船舶的動力、電力中心，是輪機人員進行管理的場所。建立并維持適宜的環(huán)境條件，船舶機艙通風(fēng)的目的就在于此。目前在生產(chǎn)單位的。機艙通風(fēng)系統(tǒng)的長期運行和艙室內(nèi)氣壓的變化提供理論參考。示氣壓變化趨勢的要求。

　　

【正文】 間的子界面中顯示出來，實現(xiàn)代碼如下： function timercallback(obj, event, handles) in=getappdata(0,39。out39。)。 in211=getappdata(0,39。out1jj39。)。 in22=getappdata(0,39。out2jj39。)。 in23=getappdata(0,39。out3jj39。)。 in24=getappdata(0,39。out4jj39。)。 in25=getappdata(0,39。out5jj39。)。 in26=getappdata(0,39。out6jj39。)。 in27=getappdata(0,39。out7jj39。)。 in28=getappdata(0,39。out8jj39。)。 set(,39。string39。,in)。 set(,39。string39。,in211)。 set(,39。string39。,in22)。 set(,39。string39。,in23)。 set(,39。string39。,in24)。 set(,39。string39。,in25)。 set(,39。string39。,in26)。 set(,39。string39。,in27)。 同時 ，為了使輸入與輸出數(shù)據(jù)保持實時的通信，所以在子界面中設(shè)置一個定時的函數(shù) timer 用來定時更新數(shù)據(jù)。代碼如下： = timer(39。Period39。,39。ExecutionMode39。,39。FixedRate39。,39。TimerF39。,{@timercallback,handles})。 start()。 以上完整的代碼可以在附錄中查詢。 仿真界面 優(yōu)化設(shè)計 為了使界面美觀，運行人性化，操作自然化，方便化。該仿真界面設(shè)計了 各種 優(yōu)化 方便操作者更加快捷的了解界面的制作與操作過程，更加便捷的調(diào)出各個界面的情況，為進行控制提供便利的條件。 下面就介紹一下仿真界面從開始打開到運行過程中，以及遇到相關(guān)的問題是如何解決等 設(shè)計 。 打開仿真界 面，我們設(shè)計了人性化的歡迎界面，以及進度條讀取，從而方便用戶知道界面的打開進度。如圖 、 、 。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 22 圖 進度條讀取 1 圖 進度條讀取 2 圖 歡迎界面 進入了界面后，我們可以通過 軟件說明來了解軟件的各個控件的功能和設(shè)計情況，如圖 。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 23 圖 軟件說明界面 同時，還設(shè)計了軟件的控制說明和右擊鼠標(biāo)的功能，這里就不一一介紹了。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 24 第 4 章 仿真 運行 結(jié)果與分析 主仿真界面的運行結(jié)果 運行主界面的啟動系統(tǒng)按鍵 ， 開始運行程序， 然后 打開 各個供風(fēng)機系統(tǒng)的供風(fēng)機，開始為每個艙室進行送風(fēng) 。當(dāng)系統(tǒng) 為‘ ON’時，同時旁邊的 靜態(tài)顯示框中的 ‘設(shè)置中’ 變 為 ‘ 運行 中 ’ 時 ，即系統(tǒng)開始運行。運行中 便 可以 開始操作各個排風(fēng)機進行相應(yīng)的操作，也可以改變開關(guān)的開度來改變供風(fēng)機、排風(fēng)機的進風(fēng)量的大小，進而控制空間內(nèi)的氣壓的大小，最后進行空間內(nèi)氣壓變化與風(fēng)機進氣量，開關(guān)開度之間的關(guān)系分析 。運行的主界面如圖 。 密閉空間仿真界面的運行結(jié)果 選擇 主界面中深黃色的按鍵，此按鍵為 Push Button 按鍵，即點擊就會立刻彈 起，同時運行密閉艙室的子界面，通過密閉艙室各個靜 態(tài)文本框顯示的艙室內(nèi)的數(shù)值， 就可以 得到各個艙室當(dāng)前的室內(nèi)溫度、氣壓等 參數(shù) 情況。 進而為系統(tǒng)整體運行， 每個艙室的運行情況提供數(shù)據(jù)支持。運行的界面如圖 。 圖 主界面運行圖 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 25 圖 密閉艙室的運行界面 運行結(jié)果 分析 本課題主要 目的 是 運用 MATLAB 中的圖形用戶界面設(shè)計軟件 和‘?dāng)?shù)字化’的仿真設(shè)計思想 ，對某實船的船舶通風(fēng)管道網(wǎng)絡(luò)進行界面化 的仿真設(shè)計 和數(shù)字建模， 進而 為 研究人為的控制排風(fēng)機、供風(fēng)機的開關(guān)，以及進入密閉空間的 空氣開關(guān)的 閥值的變化， 來 控制艙室的進氣量，以達到艙室氣壓上升至穩(wěn)定后保持 艙室氣壓的 演示 功能。 一般，經(jīng)過一段時間后，艙室的氣壓上升到相對 于 外界氣壓的 倍后就控制閥值，以維持此壓強，為艙室提供合理的氣壓保證。 經(jīng)過仿真界面的實際操作與驗證，本次仿真達到 預(yù)期要求的 ， 即 密閉空間內(nèi)氣壓的實時變化，同時可以人為的修改 空氣開關(guān)的 閥值， 調(diào)節(jié)進氣量的大小， 也可以打開 或 關(guān)閉風(fēng)機的開關(guān)，以達到風(fēng)機運行 ，進而對密閉空間內(nèi)的氣壓達到 目的氣壓，同時 穩(wěn)定控制 氣壓 的目的 。同時，在運行到一定時間后， 我們也可以 控制閥值的開度以及變?nèi)蒿L(fēng)機功率， 進而改變進入或者排出的空氣量的大小 ，以達到工作所要求的工況條件。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 26 結(jié)論 與感悟 本課題是船舶通風(fēng)系統(tǒng)的 MATLAB GUI 界面仿真，是通過界面的仿真設(shè)計 來模擬船舶的通風(fēng)系統(tǒng)，進而研究每個艙室內(nèi)的氣壓的變化。 本課題主要完成的工作如下： 、流體力學(xué)等原理，建立了 船舶 通風(fēng)系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型。 ，建立 排風(fēng)機 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 MATLAB GUI 實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的調(diào)試程序和仿真界面 。 本仿真系統(tǒng)的設(shè)計 的主要目的是為長期運行的船舶，進行通風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)的模擬，進而為通風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計提供一個合理的有力的理論支持。 由于本人對 通風(fēng)管網(wǎng)絡(luò) 及其控 制系統(tǒng)的建模與仿真研究尚處于摸索與學(xué)習(xí)階段，再加上時間和精力所限，該系統(tǒng)還有一些不夠完善的地方。例如， 沒有完成通風(fēng)管網(wǎng)絡(luò)的自動控制，以及報警裝置的設(shè)計，沒有針對某一艙室進行熱力學(xué)的建模，這 樣對仿真與實際情況的有一定的差異，在此 做一下說明。 本次畢業(yè)設(shè)計通過對 船舶通風(fēng)系統(tǒng) 及其控制系統(tǒng)的仿真研究，將本專業(yè)本科所學(xué)的 MATLAB，船舶機艙控制系統(tǒng) 和自學(xué)的輪機自動化 和 MATLAB 人機界面設(shè)計等內(nèi)容很好的融合到了一起，起到了對于知識的系統(tǒng)總結(jié)和靈活運用的效果，也對今后工作，學(xué)習(xí)所需的嚴謹而系統(tǒng)的思維進行了培養(yǎng)。 本人 涉及該領(lǐng)域時間較短，水平有限，文章中如有不妥之處，還請各位專家批評指正。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 27 參 考 文 獻 [1] 陳杰 . MATLAB 寶典 .北京：電子工業(yè) 出版社 . 20xx. [2]黃永安 馬路 劉慧敏 . 出版社 . 20xx. [3]周博 謝東來 張憲海 . MATLAB 科學(xué)計算 .機械工業(yè) 出版社 . 20xx. [4]羅華飛 . MATLAB GUI 設(shè)計學(xué)習(xí)手冊（第二版） .北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx. [5]William . Introduction to MATLAB 7 for Engineers. 20xx. [6]The MathWorks Inc. MATLAB reference guide： HighPeformance Numeric Computation and Visualization . [7]Ogata,Katsuhiko. Electronics Industry. 20xx. [8] 方金和 .輪機自動化 .大連海事大學(xué)出版社 .20xx. [9]賈月梅 .流體力學(xué) .北京：國防工業(yè)出版社 . 20xx. [10] 梁彥超 .某船機艙通風(fēng)系統(tǒng)模擬分析及優(yōu)化設(shè)計 .上海交通大學(xué)碩士論文 .20xx 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 28 致 謝 我衷心感謝導(dǎo)師 沈 智鵬 老師在學(xué)習(xí)與生活上一直給我的無微不至關(guān)懷，指點我學(xué)習(xí)研究中應(yīng)注意的問題，更指引我正確從事科學(xué)研究的思維與方法，并提供了大量的學(xué)術(shù)資料，大大開闊了我的視野，并在撰寫論文的過程中對我傾心指導(dǎo)。老師淵博的知識，嚴謹，求實的治學(xué)態(tài)度和強大的人格魅力使我受益匪淺； 感謝 各位 沈 導(dǎo)師帶領(lǐng)下的研究生 學(xué)長耐心指導(dǎo) MATLAB 建 模仿真，詳細耐心講解我所提出的各種問題，引導(dǎo)我正確的學(xué)習(xí)方法，本人受益匪淺。學(xué)長強大的知識體系，對待學(xué)習(xí)認真負責(zé)的態(tài)度和教人不倦的精神都對我產(chǎn)生了深深地影響。 在此向 沈老師和各位 學(xué)長致以最誠摯的感謝。 隨后向在本科期間所有的任課教師，給予我?guī)椭膶W(xué)長學(xué)姐和同學(xué)們表示衷心感謝。 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 29 附錄 1 主要程序源代碼 系統(tǒng)模塊 1 仿真完整代碼 if(kC==0) if (get(,39。value39。)amp。anjian1C==1) if(anjian1C==1) set(,39。string39。,39。350039。)。 totalC1=str2double(r3C)dC*str2double(r3C)。%集控室剩余 cC1 = dC*str2double(r3C)。 totalC2=totalC1totalC1*bC。%工作間剩余 cC3=totalC1*bC。 totalC3=totalC2totalC2*dCShang。 cC2=totalC2*dCShang。 totalC4=totalC3totalC3*dCDi。 cC4=totalC3*dCDi。 totalC5=str2double(r3C)dC*str2double(r3C)totalC1*bCtotalC2*dCShangtotalC3*dCDi。 set(,39。string39。,num2str(totalC5))。 set(,39。string39。,num2str(cC2))。 set(,39。string39。,num2str(cC4))。 Rv=str2double(r3C)*str2double(rC)。 r11C=Rv/(str2double(r4)*str2double(r2))。%每秒鐘的進氣量時間 r16=str2double(t5)*str2double(t6)。 r17=str2double(T0)+str2double(t5)。 r18=r16/r17。 R1=num2str(r18)。%得到外界密度（可以不變） R2C=r11C*r18。%每秒鐘的總質(zhì)量 if(k5C==1) %判斷排風(fēng)機 slid9 開關(guān) r20C=str2double(T1C)+str2double(t5)。%室內(nèi)溫度 34 機房（變） r19C=R2C*dC。 R2mC=num2str(r19C)。%得到每秒鐘進入的氣體質(zhì)量 MC=str2double(39。10100039。)*str2double(VC)*str2double(t8)/(str2double(t7)*r20C)。%34機房的空氣質(zhì)量一大氣壓 m2C=str2double(m34C)。%m34 很重要?。。。。?！ m2C=m2C+r19Cstr2double(MzC)。 m34C=num2str(m2C)。 m1CP=(MC+str2double(m34C))*str2double(t7)*r20C/(str2double(t8)*str2double(VC))。%得到室內(nèi)的空氣壓力 m22C=m1CP/str2double(r4)。 m22Cc=num2str(m22C)。 set(,39。string39。,num2str(m22C))。%得到相對壓力 txt11=num2str(cC1)。%每秒鐘的氣體體積 基于 MATLAB 的船舶通風(fēng)系統(tǒng)仿真 30 txt12=R1。%外界的氣體密度 txt13=T1C。%室內(nèi)溫度 34 機房 txt14=R2mC。 %得到每秒鐘進入的氣體質(zhì)量 txt15=num2str(MC)。