[发明专利]一种基于数字孪生的滑油系统调试方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的滑油系统调试方法，包括以下步骤：1)通过定义滑油系统设备模型库，构建滑油系统与设备的仿真模型；2)在线模型实时接收传感器采集的实物滑油系统实时运行数据，将在线实测数据传输至仿真模型驱动仿真计算，并将计算结果传输至演示模型，用于仿真动画展示；3)根据提前给定的不同工况下滑油用户流量需求，基于虚实融合仿真，通过离线模型整定计算滑油系统各执行机构的动作参数作为虚拟调试信号传递给控制系统；4)实物滑油系统接收控制系统的控制信号调节控制实物滑油系统运行。本发明通过构建高精度滑油系统模型，通过基于数字孪生的滑油系统虚拟调试技术，可用于实物系统的高效调试、精准分析、虚拟验证。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术，尤其涉及一种基于数字孪生的滑油系统调试方法。

背景技术

动力系统中滑油系统的需要保证多个工况下，多个用油特性各不相同的滑油用户的用油需求。同时滑油系统各用户中推进汽轮机组需求滑油量占比极大(～80％)，推进汽轮机组在变工况过程中的滑油流量的变化将对其它用油设备产生较大干扰。受限于新型动力系统的滑油用户的特性，为保证在变工况下各用户入口油量及油压，致使滑油系统实物试验过程效率较低、成本高、周期长。

同时实船滑油系统测点受限，一般不设置流量计，调试过程中仅通过滑油入口压力作为调试依据，限制了调试人员信息获取，也是调试效率较低的原因之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于数字孪生的滑油系统调试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于数字孪生的滑油系统调试方法，包括以下步骤：

1)通过定义滑油系统设备模型库，构建滑油系统与设备的仿真模型；滑油系统与设备的仿真模型包括在线模型及离线模型；

2)在线模型实时接收传感器采集的实物滑油系统实时运行数据，将在线实测数据传输至仿真模型驱动仿真计算，并将计算结果传输至演示模型，用于仿真动画展示；演示模型与实物系统1：1相似，以数值的形式关联设备模型与系统模型数据显示实物状态和关键参数信息；

所述实时运行数据包括：滑油系统测量信号参数和滑油系统控制信号参数；

所述滑油系统控制信号包括阀门开度信号和泵转速信号；

3)根据提前给定的不同工况下滑油用户流量需求，基于虚实融合仿真，通过离线模型提前整定计算滑油系统各执行机构的动作参数作为虚拟调试信号传递给控制系统；所述动作参数包括：电动滑油泵转速和各调节阀开度；

通过离线模型提前整定计算滑油系统各执行机构的动作参数具体如下：

3.1)根据各滑油用户流量，计算出支路调节阀参数，使得各滑油用户流量满足要求；

3.2)根据滑油总管压力目标值，计算电动滑油泵转速及总管压力调节阀开度，使得滑油总管压力满足要求；

3.3)迭代3.1及3.2步骤，使得各滑油用户流量及滑油总管压力满足要求，此时系统处于稳态，滑油总管压力及流量保持稳定；

3.4)根据步骤3.3)获得的滑油总管流量，计算冷却水调节阀开度，获得冷却水流量，使得经过冷却器后的滑油温度满足各用户要求；

4)实物滑油系统接收控制系统的控制信号调节控制实物滑油系统运行。

按上述方案，所述步骤1)中采用统一多物理建模语言Modelica语言建模，具体如下：

基于多物理量统一建模语言Modelica构建包括滑油柜、滑油泵、电机、溢流阀、过滤器、止回阀、换热器、加热器、调节阀、滑油介质、管路模型、控制模块在内的设备仿真模型，基于设备仿真模型构建滑油系统模型。

本发明产生的有益效果是：