高性能船舶动力定位系统技术分析
摘要：对国外一些船舶动态定位控制系统设计方案的控制精度和响应速度控制
问题等进行了分析和研究，提出了相应的改进方案。根据定位控制系统设备情况
的基本配置，分析了系统的基本工作原理，得到了定位控制系统的基本数学模型
和传递函数，并根据控制系统的工作特性提出了解决问题的方法。该方法采用了
控制系统中的神经网络控制算法，代替了原方案中的多级系统控制算法。与改进
方案的控制性能相比，改进方案的控制性能大大提高。
关键词：高性能；船舶；定位系统；技术分析
1 前言
某造船厂为国外某公司承造的多用途工作船具有向钻井平台输送物资、起锚、消防、救生及拖带船舶和钻井平台等作业功能。根据该船设计任务书的要求，该
船必须配置动力自动定位系统，既能克服自动化操船问题，又能解决该船在大风
浪下的安全作业问题。该系统原由国外某公司进行设计，使用表明，其系统的设
计方案基本可行，但尚有改进之处。本文对该系统的基本设计思路进行了分析和
研究，提出了系统的设计改进方案，仿真结果表明该改进方案优于原设计方案，
可供有关人员参考及借鉴。
2 原设计方案
根据DNV规范及船东的要求，设计方提出了本船动力定位系统的设计方案的
基本配置如下：
2.1电力系统
电力系统包括2台2 000 kW的轴带发电机，2台1 360 kW及500 kW的主柴
油发电机，1台200 kW的应急发电机，12屏的主配电板一个，应急配电板一个，电站设有电站管理系统，可实现自动起停机组、自动并车、转移负载、大功率负
载询问、故障报警及处理功能。电力系统为动力定位系统的侧推、方位推等设备
提供驱动动力，为各设备及控制系统提供工作电源。
2.2推进系统
推进系统包括2台主机及齿轮箱、2根轴系及2个可调桨、2台舵机、艏艉侧推及方位推各1个以及相关的辅助设备等。在推进系统中，方位推与艏侧推、艉
侧推与桨及舵、主机与轴带电机之间可互为备用，能够保证推进系统的有效运性，从而确保动力定位系统的功能能够安全可靠地实现。推进系统的各主要设备均通
过通讯线路与动力定位控制系统相联，可由动力定位系统自动控制或人工操控，
实现动力推进功能。
2.3动力定位控制系统
该系统包括动力定位操作台、便携式定位操作板、动力定位系统控制器等设备。能够实现：手动操作、自动转向、自动定位、自动寻迹航行、自动导航和自
动跟踪目标航行等功能。动力定位操纵台：该操纵台为动力定位系统的主要控制
中心，配有显示器及操纵杆等设备。便携式操作板可作为动力定位操作台的备用
设备，其接线盒分别安装驾驶室的前后台、左右两翼及后操作椅上共5个位置。
动力定位系统控制器：该装置为动力定位系统信号采集、控制信息处理中心。本
船采用的动力定位控制处理器将采集到的各种信号进行分析处理后，送到控制模
块进行运算，并将得出的控制指令发送至所控制的推进或报警设备，实现船舶推
进控制及报警等功能。
3 动力定位控制系统设计原理
第37卷第6期 2003年6月 上海交通大学学报 JOU RNAL O F SHAN GHA I J I AO TON G UN I V ER S IT Y V o l .37N o.6 Jun .2003 收稿日期:2002205223 作者简介:何黎明(19762),男,浙江东阳人,博士生,主要从事船舶动力定位系统的研究.田作华(联系人),男,教授, 电话(T el .):021*********;E 2m ail :zh tian @sjtu .edu .cn 文章编号:100622467(2003)0620964205 动力定位船舶的非线性观测器设计 何黎明, 田作华, 施颂椒 (上海交通大学自动化系200030) 摘 要:针对动力定位船舶设计了一个非线性观测器,该观测器的全局收敛性通过李亚普诺夫稳定性定理得到了证明.观测器的最大优点是可以省略采用Kal m an 滤波器时线性化船舶运动方程的过程.该非线性观测器可以从附有测量噪声的输出中估计到船舶低频位置和运动速度以及环境扰动作用力,同时也能从输出信号中滤除一级波浪引起的船舶高频运动.该非线性观测器的性能通过对一动力定位船舶模型的仿真得到了验证. 关键词:动力定位;船舶;非线性观测器;滤波器中图分类号:U 661.338 文献标识码:A A Nonline a r O bs e rve r D e s ign fo r D ynam ic P os itioning S hip H E L i 2m ing , T IA N Z uo 2hua , S H I S ong 2j iao (D ep t .of A u tom ati on ,Shanghai J iao tong U n iv .,Shanghai 200030,Ch ina ) A bs tra c t :A non linear ob server w as derived fo r dynam ic po siti on ing system .T he global exponen tial stab il 2 ity of ob server w as p roven u sing L yapunov m ethods .T he m ain advan tage of the non linear design to Kal m an filter is that the k inem atic equati on s of m o ti on need no t be linearized .T he p ropo sed ob server in 2cludes an esti m ati on of bo th the low 2frequency po siti on and velocity of the sh i p from no isy po siti on m ea 2su rem en ts ,environm en tal distu rbance and w ave filering .T he si m u lati on resu lts show the excellen t perfo r 2m ance of the non linear ob server . Ke y w o rds :dynam ic po siti on ing ;sh i p s ;non linear ob server ;filter 随着人们对海洋开发和探索范围的广泛深入, 动力定位(D P )系统越来越受到人们的重视.D P 系统能够使受到海浪、流、风等作用力影响下的海洋浮式结构物保持需要的角度和位置,该系统从20世纪60年代开始已经应用在海洋船舶上.最早的设计采 用了传统的P I D 控制器级联低通或陷波滤波器的方法,80年代后,基于Kal m an 滤波器和最优控制理论的方法开始应用于D P 系统中[1～3]. 船舶在海面上的综合运动一般分为由风、流、二级波浪、推力器组成的低频运动和一级波浪组成的高频运动.由于高频运动仅表现为周期性的振荡而不会导致平均位置的改变,为了避免不必要的能量 浪费和推力器的磨损,一般从船舶测得的综合位置信号分离出低频信号进行控制.而船舶传感器系统只能提供带有测量噪声的船舶位置和艏摇角度,且运动速度不可测,必须通过状态估计得到,因此,滤波和状态估计在动力定位系统中起着非常重要的作用.目前,D P 系统中经常采用线性Kal m an 滤波器,该方法的主要缺点是必须将船舶运动的动力学方程在一些给定的艏摇角度值上线性化,一般将整个包线划分为36个工作点.对于每个线性化后的模型,再应用最优Kal m an 滤波器和反馈控制.因为系统拥有15个状态变量,所以采用上述方法时系统的在线计算量很大,而且其中的很多协方差值很难调整.
目录 一、一回路装置概述 (2) 1.1 在正常运行时，一回路装置所担负的任务： (2) 1.2 在事故工况下，为保证反应堆安全，一回路装置必须完成下列任务： (2) 二、主冷却剂系统 (3) 2.1 系统的功用和设计要求 (3) 2.2 主要设备简述 (3) 2.2.1 蒸汽发生器 (3) 2.2.2 主冷却剂泵（主泵） (5) 2.3 主冷却剂系统布置形式 (6) 2.3.1 分散式布置 (7) 2.3.2 紧凑式布置 (7) 2.3.3 一体化布置 (8) 三、压力安全系统 (9) 3.1 压力安全系统所担负的职能如下： (9) 3.2 压力安全系统的工作原理 (10) 3.2.1稳压器典型结构 (10) 3.2.2 压力调节原理 (10) 四、水质控制系统 (11) 4.1 水质控制系统综述 (11) 4.2 净化系统 (12) 4.2.1 高压净化系统 (12) 4.2.2 低压净化系统 (13) 五、化学物添加系统 (13) 六、水质监测取样系统 (14) 七、辅助水系统 (15) 7.1 设备冷却水系统 (15) 7.2 补给水系统 (16) 7.3 其它辅助水系统 (17) 八、工程安全设施 (18) 九、放射性废物处理系统 (19) 十、参考文献 (19)
船舶核动力装置一回路系统 摘要：反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，将冷却剂加热成高温高压水，高温高压水流经蒸汽发生器内的传热Ｕ型管，通过管壁将热能传递给Ｕ型管外的二回路冷却水，释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。水这样不断地在密闭的回路内循环，被称为一回路。 关键字：核燃料裂变，高温高压水，密闭循环，蒸汽发生器，主泵 一、一回路装置概述 压水堆一回路装置是为保证反应堆和蒸汽发生器正常运行及事故工况下安全工作而设的系统和设备。所以，又称反应堆装置或核蒸汽发生装置。 1.1 在正常运行时，一回路装置所担负的任务： ⑴反应堆启动和运行时，按预定的方式向一回路中供给冷却剂，以保证回路中所需要的冷却剂数量及压力； ⑵使回路中冷却剂循环流动，带出反应堆堆芯的热量，并传给二回路介质，即把堆芯中核燃料裂变能所转变的热量传导并输送给二回路介质； ⑶防止一回路装置产生不允许的超压，保证反应堆及一回路系统的安全； ⑷净化一回路冷却剂中附带的杂质，控制水质，保证冷却剂品质符合要求； ⑸监测一回路冷却剂的质量和成分； ⑹搜集各系统排出的放射性废物，并加以处置，保证船上人员及环境的安全。 1.2 在事故工况下，为保证反应堆安全，一回路装置必须完成下列任务： ⑴排除停堆后堆芯剩余释热； ⑵在反应堆堆芯受到熔化威胁前，强行向堆芯注水。 ⑶为执行以上任务，并保证反应堆安全工作，必须为进行冷却剂循环、体积和压力控制、水质控制、安全控制、放射性管理及辅助冷却和补给水等一系列任务而设专门的系统和设备。 1.3 按功用划分，一回路所设系统可分为六种： ⑴主冷却剂系统——担负循环冷却剂的任务； ⑵容积和压力控制系统——进行容积和压力控制； ⑶水质控制系统——担负回路中冷却剂的净化、添加化学物质控制水质，对水质监测及取试样的任务； ⑷辅助水系统——由设备冷水系统、补给水系统和其它辅助水系统构成； ⑸工程安全设施——为了预防反应堆及附属设备发生事故以及在事故工况下限制和防止主要设备损伤而设的设施； ⑹放射性废物处理系统——为放射性废物的收集及处理而设。
科技创新 随着人类向深海进军，动力定位系统（dynamic position- ing,DP）越来越广泛地应用于海上作业船舶（海洋考察船、半 潜船等）、海上平台（海洋钻井平台等）、水下潜器(ROV)和军 用舰船（布雷舰、潜艇母船等）。它一般由位置测量系统，控制 系统，推力系统三部分构成。位置测量系统（传感器）测量当 前船位，控制器根据测量船位与期望值的偏差，计算出抗拒 环境干扰力（风、流、浪）使船舶恢复到期望位置所需的推力， 推力系统进行能量管理并对各推力器的推力进行分配，推力 器产生的推力使船舶(平台)在风流浪的干扰下保持设定的航 向和船位。动力定位系统的核心是控制技术，它标志着动力 定位系统的发展水平。 动力定位控制技术的发展 计算机技术，传感器和推进技术的发展，无疑给动力定 位系统带来了巨大的进步，但是真正代表动力定位技术发展 水平的还是控制技术的发展。至今动力定位控制技术已经经 历三代，其特点分别是经典控制理论、现代控制理论和智能 控制理论在动力定位控制技术中的应用。对应的是第一，二， 三代动力定位产品。 进入九十年代以后，智能控制方法在动力定位系统获得 广泛应用，逐步形成了第三代动力定位系统。Katebi等在 1997年,Donha和Tannuri2001年研究了基于鲁棒控制的 控制器，1998年，Thor I.Fossen做了全比例实验，采用李亚 普洛夫设计被动非线性观测器。非线性随机过程控制方法的 应用以及欠驱动控制逐渐成为研究的热点。神经网络，模糊 控制，遗传算法等等理论给动力定位系统控制器的研究开辟 了一片新的天地。 国内外常用的动力定位控制技术 1.PID控制 早期的控制器代表类型，以经典的PID控制为基础，分 别对船舶的三个自由度：横荡，纵荡，艏摇进行控制。风力采 用风前馈技术。根据位置和艏向偏差计算推力大小，然后确 定推力分配逻辑产生推力，实现船舶定位。这种方法在早期 曾取得成功。但是它有不可避免的缺陷：一是除了风前馈以 外，位置和艏向控制都不是以模型为基础的，属于事后控制， 控制的精度和响应的速度都有局限性；二是若在PID控制器 的基础上，采用低通滤波技术，可以滤除高频信号，但它却使 定位误差信号产生相位滞后。这种相位滞后限制了可以用于 控制器的相角裕量，因此滤波效果越好，则对控制器带宽和 定位精度的限制就愈大；三是PID参数难以选择，一旦海况 和船体有变化，PID参数将不得不重新选择。 2.LQG控制 Kalman滤波和最优控制相结合形成了线性二次高斯型 LQG控制（Linear Quadratic Guass），基于LQG控制的第二代 动力定位系统应用非常广泛。现代较多商用船舶的DP系统 都是采用的这种控制方式。 Kalman滤波器或扩展Kalman滤波器接收测量的船舶 运动综合位置信息，实现以下功能:1)滤除测量噪声和船舶高 频运动信号；2)给出船舶低频运动的状态估计值，该估计值 反馈提供给LQG最优控制器；3)状态递推，实时修正低频估 计值，在传感器故障无数据时，系统也能正常运行一段时间。 由于采用Kalman滤波或扩展Kalman滤波,取样和修正 能在同一个周期内完成,因而解决了控制中存在的由于滤波 而导致的相位滞后问题。LQG控制在节能、安全、鲁棒性能 上都有比较大的进步。控制精度和响应速度满足了大部分需 求。但它也有如下缺点：一是模型不够精确。动力定位系统设 计时,是在假设一系列固定的艏摇角度(一般线性化为36个 艏摇角,从0°到360°,间隔为10°)或者假设艏摇很小（采用小 角度理论）的基础上对运动方程进行线性化而获得的模型。 而实际的船舶定位过程是一个复杂的高度非线性的过程。上 述假设条件势必带来误差；二是计算工作量比较大。船舶动力定位系统控制技术的发展与展望 余培文陈辉刘芙蓉 摘要：船舶动力定位是深海开发的关键技术之一，随着海上油气生产向深海的发展，动力定位系统会更受重视，对控制技术也会提出更高的要求。本文简要介绍了动力定位控制技术的发展过程以及一些代表性的控制技术 在动力定位中的应用，包括PID控制，最优控制，模型参考自适应控制，反步法，模糊控制，神经网络等，最后 对动力定位控制技术的发展热点做了展望。 关键词：动力定位控制技术展望 44 CWT中国水运2009·2
“行-热”核动力民用船舶 我们知道核电站运行带来的经济、环境上的巨大好处，也听说过核动力航母、潜艇的巨大威力，但几乎没听过核动力在民用船舶上的应用。随着石油价格的飙升（106.53美元/桶），世界对环境保护的要求加强，以及发达国家利用能耗问题对我国船舶工业的打击日益严重，我们不得不考虑利用非常规动力的新能源船舶，来满足日益增长的交通需求。俄罗斯“列宁号”破冰船的良好运行说明在现在的科学发展水平的影响下，核动力是最佳选择。 核动力就是通过由核裂变、核聚变或者放射性衰变等不同方式释放热能加热工质的核反应堆、热工质输送系统、循环系统、冷却系统, 以及控制保障等配套系统组成的核能发动机。与目前主流的柴油机动力推进船舶相比，核动力推进的船舶具有明显的比较优势。 在船舶上使用核动力装置，能使船舶的性能大大改善，速度加快，一次装料，航行能力达百万公里以上。核反应中核裂变无需氧气, 也不会产生废气, 按照国际标准设计建造的核反应堆性能可靠, 可以连续运用数年而无须添加燃料,这是石油等其它能源无法比拟的, 至于在成本方面, 核动力优势更加明显。而经济学家和企业家最关心的不就是商船的高速度、高性能、高运量、低成本高效益和高投资回报率吗？所以说，核反应堆的利用使远洋船舶动力技术进入新的时代。 它的突出优越性表现在： （1）首先，核动力船舶不依赖化石燃料，可实现污染零排放，在整个营运过程中是一种非常彻底的环境友好型绿色船舶； (2)利用核动力作为舰船的推进装置其最大的优点是不需要大量的燃料储备就能长期航行，续航力可以说是没有限制的。以一艘排水量为5万吨级的远洋船舶为例，若采用核反应堆作动力，在不补充核燃料的条件下，连续航行一年，航程可达几万海里，只消耗几十公斤的铀－235。而普通远洋船舶一年就要烧掉几万吨的煤或重油，且非要在各地海港上添加燃料不可。核动力舰船就省去了装载燃料的停泊时间，同时增加了航行时间。一般一艘核动力舰船反应堆一次装料可连续运行几年，最新设计的船用核动力反应堆从下水投入航运起至舰船退役不须更换核燃料，反应堆与舰船同寿期。对于洲际海区缺乏海港的地带，核动力舰船更显示出其优点，因此，可为船东高速化营运、提高航运效率和周转率提供硬件保障； (3)采用核动力使舰船的有效载重量提高，有利于提高舰船的航速。普通舰船由于装载了大量储备燃料而减少了有效载重量，舰船的吨位越大相应储备燃料装量也越大，按比例增加。但若改用核动力，则所装载的核燃料重量几乎可以忽略不计，核动力船舶无须设置专门的排气管、烟囱、燃油舱及燃油系统,而且随着舰船的吨位加大，核动力舰船中动力装置重量比例更小，可以大大节省船舶空间，提高船舶货舱的装载量或布置更多作业设备，从而大幅提高船体空间的利用效率； （4）相对于在航行中利用太阳能，风能等能源，核动力船舶的技术相对成熟可靠、能源利用效率高，更易于船东、投资者接受； （5）船舶对发动机要求很高，这样威力强大、可以持续平稳运营的船用核动力发动机则相对简便得多。 自上个世纪50年代以来，从技术和经济角度来看，核动力用于民用船和商用船的意义很大。且前苏联核动力破冰船的成功航行在技术上证明了核动力民用船舶的可行性。至于经济不可行性主要是是因为当时油价低，而现在油价已经上涨到100美元一桶，并会继续上涨，加上核技术的进步，用核动力作为能源的成本必然低廉。而且行波堆，热管堆的应用必然也将提高核动力的安全性。 核动力民用商船有着广泛的应用范围。其一，随着对极地，海洋资源的考察开发，对考察船的性能要求越来越高，因此包括极地考察船在内的破冰船是首先值得考虑的船型。破冰船往往需要较大的推进力并拥有可携带诸多作业设备的空间，而且需要很大的功率, 在破冰
1.动力定位技术背景 1.1 国外动力定位技术发展 目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。 下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。 1．动力定位控制系统 1)测量系统 测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。 2)控制技术 20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。 20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。 近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。 2001 年5 月份，挪威著名的Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统（Green DP），将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。Green DP 控制器由两部分组成：环境补偿器和模型预测控制器。环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力；模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。模型预测控制算法的计算比一般用于动力定位传统的控制器设计更加复杂且更为耗时，主要有三个步骤：1.从非线性船舶模型预测运动；2.寻找阶跃响应曲线；3.求解最佳推力。控制器结构如图所示[1]： 图1.1Green-DP总体控制图
船舶核动力装置 一回路设计说明书 一回路设备
1.反应堆选取压水堆的原因压水堆有以下优点：
1.结构紧凑，功率密度高，慢化剂温度效应和燃料多普勒效应使压水堆有自稳自调特性，安全可靠性高； 2.以轻水作为冷却剂与慢化剂，化学性质稳定，不与反应堆金属材料反应，如果冷却剂泄露，可以通过海水淡化来补充。 3.结构简单，坚固耐用，运行性能良好 4.压水堆在初期实践中就显示出良好的稳定性和可靠性，目前经验技术成熟。 其它堆型的缺点： 1.沸水堆：堆内结构复杂，水汽对中子慢化能力弱，所需要 的燃料多，体积大于压水堆，同时放射性进入汽轮机中，加大屏蔽体积。且压力容器下部有较大数量的空洞，由于水泄时的重力作用，对结构强度有不利的影响。 2.重水堆：以天然铀为燃料，所以体积比同功率压水堆大10 倍，二回路蒸汽运行压力低，效率低。 3.液态金属冷却堆：专设加热设备以保证冷却剂为液态，碱 性金属高温时化学性质活泼，加速腐蚀。 4.高温气冷堆：堆芯体积大，对管道材料耐高温和密封性要求高 1.蒸汽发生器：双环路运行，增加可靠性。 2.压力安全系统： 功率增加时，冷却剂温度增加，体积膨胀，冷却剂通过稳压器的波动管流入稳压器，压缩汽空间，p增大，启用喷雾阀与卸
压阀。功率降低时，同理，启用加热器。 4.补水系统： 处理储存和向一回路供应补给水。 1.初始充水 2.冷启动时，补水泵用于初始升压 3.正常 运行补水4.冷停堆或事故停堆时，补偿水位的下降5.提供其 他用水 5.一次屏蔽水系统：反应堆一次屏蔽水箱充水，排水，补充屏蔽水的损耗，处理由于辐照分解产生的氢气，在发生失水事故时，为低压安注提供水源。 6.布置方式：分散式布置，维修方便，可以加主闸阀。 7.净化系统：采用低压净化系统，不再需要化容系统。 8.UTSG：二次侧储水容积大，在丧失给水时，对控制要求高，炉内水处理和排污，适当降低对传热管材料和二回路水的要求，只能产生饱和蒸汽，需要设置汽水分离器，蒸汽压力变化范围大，为二回路蒸汽系统运行，设计，管理带来困难。
船舶动力定位系统模型 摘要随着油气开采逐渐向深海发展,传统的一般的锚泊系统已经不能满足深海地域定位作业要求，动力定位因其在深海作业中无可替代的优势而被越来越广泛的应用。本文给出了简单的深海作业船舶外载荷的计算，建立了简单的船舶动力定位系统模型。 关键词动力定位外载荷计算动力分配与优化 引言 由于海洋开发的不断深入和地域的扩展，传统的一般的锚泊系统已经不能满足深海地域动力定位作业要求，但是船舶动力定位系统能够好的满足这一要求。以前，船舶在浅海作业时，如果要求船舶的位置保持不变，通常采用的是传统的锚泊定位。但是随着作业海域的海水深度不断增加，或者作业海域海底的海况比较复杂，不允许抛锚，那么传统的锚泊系统就很难使船舶保持原来的位置。所以船舶动力定位系统就在这种情况下应运而生了。传统的抛锚定位是将锚抛入海底，锚爪会抓住海底的淤泥，来抵抗船舶所受到的干扰力。锚的优点是:锚是任何船舶都有的设备，不需要额外的加装定位设备。但是它的缺点是:定位不准，而且抛锚、起锚费时比较麻烦，机动性能比较差。最至关重要的是它还受到水深的限制，其有效定位范围在水深100米以内的区域。船舶动力定位是依靠本船的动力，在控制系统的控制下抵抗外部的干扰，使其保持一定姿态和腊向、悬停于空间一定点位置。动力定位系统具有不受海水深度影响、定位快速准确等特点。
1、动力定位系统简介 任何一条船舶或者海洋运动体，它有六个自由度的运动，三个平移运动和三个旋转运动，这其中包括:纵荡，横荡，垂荡，舷摇，纵摇和横摇，如下图1。 图1 船舶六自由度运动示意图 动力定位系统包括了对船舶六个自由度的自动控制，所有这些的控制都是根据操作器所设定的位置值和舶向设定值，通过位置值和舷向的值的测量可以获得需要设定值与现在位置的差值。位置值的测量可以通过一系列的传感器获得，而脂向值是通过一个或多个罗盘获得的。设定值与反馈值的差值就是偏差量，而动力定位系统的任务就是尽量减小这种偏差值。船舶必须在受到外部干扰的时候，控制自己的船位和舷向在最小的误差范围之内，如果这些外部干扰力可以及时准确的被测量，那么控制计算机就可以及时的提供补偿。动力定位系统除了可以保持船舶的位置和舶向之外，还可以控制改变船舶的位置和舷
船舶核动力装置绪论 1.核能具有哪些特点? （1）核燃料具有极高的能量密度； （2）核裂变反应不需要氧气； （3）核裂变反应会产生大量的放射性物质； （4）核动力装置具有潜在的危险性； （5）需要采取严格的辐射防护措施； （6）运行管理要求很高。 2.核能用作船舶动力具有哪些优越性? （1）燃料重量占全船载重量的比例较小; 核动力舰船不需要携带大量的燃料，在反应堆寿期内不需要外界补充燃料 核动力舰船可携带更多的武器装备和其他物资，提高战斗力和自持力 .可大大减少辅助舰船的数量，提高整个舰队的航速和续航力 （2）提供较大的续航力和推进功率; 续航力：是舰艇装载一次燃料所能持续航行的距离 舰船推进功率：与航速的立方成正比 （3）提高潜艇的隐蔽性； 核潜艇无需定期浮出水面用柴油发电机给蓄电池充电，可长期潜航 水面舰船不需要设置进气道和烟囱，减少上层建筑，免受烟气的腐蚀和热气流的影响， 降低了红外特征 大型水面舰船如航空母舰不需要布置烟囱，上层建筑布置更为灵活 3.为什么船用核动力装置普遍采用压水堆？ 压水堆慢化剂采用轻水，冷却剂采用轻水，冷却剂在堆芯不沸腾，采用U-235富集度为3％ 到4%的UO2陶瓷燃料，在舰船压水堆上由于要提高堆芯寿命，燃料的富集度一般都很高； 一、二回路之间相互隔离，二回路不需要屏蔽； 具有结构紧凑、体积小、功率密度高、平均燃耗较深等优点，技术比较成熟； 在结构设计上采用多道屏障防止放射性物质外泄，而且冷却剂具有负温度系数，使反应堆具有自稳自调特性，安全性较好。 4.船舶核动力装置的船用条件是什么？ （1）复杂多变的海洋环境会使船舶产生不同程度的摇摆，倾斜和起伏，核动力装置必须具备在一定的摇摆，冲击和振动条件下稳定可靠运行的能力；（2）船舶在航行过程中可能发生碰撞，触礁，火灾，沉没等各种海上事故，军用核动力舰船在作战时还有可能受到敌方攻击，核动力装置应该有可靠，完善的安全措施，在舰船发生意外和遭受攻击的情况下防止放射性物质扩散而引发核污染事故；（3）由于船舶机动性的特点，核动力装置运行工况改变频繁，功率变化幅度大，而且工作人员活动场所小，运行条件恶劣，运行管理难度大； （4）船舶航行长期远离码头，基地。维修和补给困难，核动力装置应该具有良好的可靠性和较强的生命力； （5）船舶尤其是潜艇的空间和载重量有限，核动力装置必须重量轻，体积小，布置紧凑； （6）船上及港口人员密集，核动力装置必须有良好的放射性防护措施； （7）海洋气候潮湿，空气中含有盐分，核动力系统和设备必须有良好的抗腐蚀性能。 5.船舶轴功率与排水量，航速之间的关系是什么？ Ne=D23 Vs3C KW Ne : 供给推进器的功率，即核动力装置的有效功率，单位：KW; D : 船舶排水量，单位：t; Vs : 船舶航行航速，kn; C : 海军部系数。 6．核动力装置安全设计原则有哪些？各包含哪些内容？ 设计原则:多道屏障和纵深防御的。 （1）多道屏障：①第一道屏障是燃料元件包壳。包壳如果有缺陷或破裂，会使裂变产物、裂变物漏到冷却剂中，导致反应堆及一回路系统的放射性剂量增高。②第二道屏障是由反应堆及一回路系统构成的承压边界，包容着高温高压，具有放射性的冷却剂。设计时，保证其正常泄漏量很小，事故破裂的概率很低，使其具有良好的封闭性和很高的安全性。③第三道屏障是安全壳或反应堆舱，将反应堆及一回路系统的主要设备和管道包容在内。 （2）纵深防御：①第一级防御主要考虑对事故的预防。反应堆具有固有安全性，设备必须具有高质量和可检查性，系统必须有冗余度。②第二级防御是防止运行中出现偏差而发展为事故。要求设置可靠的安全保护系统，并在事故发生时，尽量减少对核系统的损坏，保护运行人员的安全。③第三级防御是限制事故所引发的放射性后果。设有安全设施，对不可预见的事故留有安全裕量。 7．装置可靠性如何定义？ 动力装置的可靠性是指装置在使用条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，表示系统，机器，设备等的工作和性能的时间稳定性的程度。
动力定位概述 1. 动力定位系统原理 船舶动力定位系统就是依据所要求的船舶定位或运动指令,根据测量所得船舶的运动信息与环境信息,利用计算机进行复杂的实时计算,控制船舶主副推力装置产生一定推力与力矩,以实现预定的船舶姿态控制、定位控制或运动控制。 船舶在海上除了受到本身推进器的推力以外，还受到风力、波浪与海流的外界作用力，从而产生6个自由度的运动，即纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇与艏遥。动力定位系统利用位置测量设备测出本身位置的变化，利用各类传感器测出船艏、纵横摇以及风力风向，再采用现代控制理论，建立船舶与推力器的数学模型，并采用多种控制方法，同多对船舶6个自由度运动风量以及风力风向的计算，对船舶各主副推力器的推力进行分配，从而控制船舶3个自由度的运动，即纵荡、横荡与艏摇。 2. 动力定位系统组成 动力定位系统通常包括两大部分：测量控制部分和推力装置部分。 测量控制部分 测量控制部分主要包括: 1) 测量传感器： DGPS(或其他类型定位系统)-测量船位 电罗经-测量艏向 船舶垂直参考单元-测量船舶的纵摇、横摇与升沉 风向风速仪-测量影响船舶动力的主要干扰力即风力 2) 控制部分： 操作台：其台面上布置有操纵手柄、跟踪球、输入键盘、各种操纵按钮、指示灯与报警灯及显示屏，操纵台内部布置有一台高性能计算机。
控制柜：其内部布置有实时处理计算机、存储器、输入/输出接口、供电模块以及大量接线端子；动力定位系统与位置测量设备、各种传感器以及主副推力器的电气联接均通过控制柜，系统供电也经由本柜。 便携式手操终端 推力装置部分 1) 动力部分：船舶主机、发电机 2) 推力部分：主推进器、舵、辅助推力装置(多用侧推器和全回转推进器)。 3. 动力定位的等级与精度 动力定位等级 国际海事组织IMO根据动力定位系统的功能以及设备冗余度, 将动力定位系统分为三个等级:1级、2级与3级。 中国船级社根据动力定位系统不同的沉余度将动力定位等级DP1、DP2、DP3。具体要求如下： 1) 1级动力定位系统DP-1：安装有动力定位系统的船舶，可在规定的环境条件下，自动保持船舶的位置和首向，同时还应设有独立的集中手动船位控制和自动艏向控制。 2) 2级动力定位系统DP-2：安装有动力定位系统的船舶，在出现单个故障不包括一个舱室或几个舱室的损失）后，可在规定的环境条件下，在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。 3) 3级动力定位系统DP-3：安装有动力定位系统的船舶，在出现任一故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失）后，可在规定的环境条件下，在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。 动力定位等级精度 动力定位系统的精度，既与相关测量系统(如DGPS)的设备的精度有关系，也与推进器系统相关信号传输的精度有关。 4. 动力定位系统的布置要求 根据中国船级社规定，动力定位系统布置如下表所示：
船舶动力定位概况 一、船舶为什么需要“动力定位系统”？ 长期以来，船舶在近浅海和内陆水域里，人们都是采用抛锚技术来保持船位在水面上相对稳定。这种定位技术的最大特点就是：锚必须牢固地抓住水下的固定物体（陆基），并且一旦锚通过锚链将船舶的位臵固定后，船上的推进设备及其辅助设施和相应的控制系统便停止运行，完全处于停电（电力推进）和停油、停气（柴油机推进）工况。 但是，随着地球上人口的急剧增加，科学技术的飞速发展，人们的生活水平日益提高，世界对能源的需求量越来越大。陆地上资源的开采和供应日趋极限，甚至出现紧缺的态势。这就迫使世界各国必须把经济发展的重点转移到海洋上。因为占地球总面积2/3以上的浩瀚大海里，有极其丰富的海水化学资源、海底矿产资源、海洋大量资源和海洋生物资源。 可以预料，21世纪将是人类全面步入海洋经济的时代，人们对海洋的探索和开发的范围将越来越广，对海洋的探索和开发的手段也越来越先进，对海洋探索和开发的领域由近海浅海日趋向远海深海发展。目的只有一个，就是将浩瀚大海里的资源开发出来，供人类充分使用。因而，世界各国便随之研究开发出各式各样的、不同类型的深远海作业的浮式生产系统，诸如半潜式钻井平台、多用途石油钻井平台供应船、科学考察船和海洋资源调查船等等。这些浮式生产作业系统有一个共同的特点：就是在浩瀚深邃的大海上，能够按照人们的要
求将其位臵稳定在地球的某个坐标范围里；就像抛锚定位那样，将这些浮动的作业体牢牢地锁定在人们期望的浩瀚深邃的大海的某个位臵上。这便进一步诱发了世界各国对深远海作业的浮式生产系统的定位技术和系泊方式的研究。 在一般的近浅海水深情况下，浮式生产系统的系泊定位主要采用锚泊系统。但是，随着水深的增加，锚泊系统的抓底力减小，抛锚的困难程度增加。同时，锚泊系统的锚链长度和强度都要增加，进而使其重量剧增，这必然使海上布链抛锚作业变得更加复杂，其定位功能也会受到很大的限制，定位的效果也不尽人意。同时，这种系泊锚和锚链的造价以及安装费用也会猛增。在深远海的情况下，这些问题将会更加突出，锚泊技术将无济于事。 既然传统的锚泊系统在深远海域绝对无法使用，在二十世纪五、六十年代，世界各国特别是西欧开始研究新的船舶定位技术和系统。直到上个世纪六十年代后期，一种有别于锚泊系统的新的船舶定位系统诞生了——这就是动力定位系统。 二、什么是“船舶动力定位系统”？ 我们知道，一艘船舶（或浮式生产作业系统）停泊在海面上作业，假如是在风平浪静的状况下，它还能够保持自己的位臵不变。但是，海洋上的自然环境因素（风、浪、流）是千变万化的，一艘船舶（或浮式生产作业系统）在海面上绝对是无法保持自己位臵稳定的，它在风、浪、流的作用下，产生纵摇、横摇、纵荡、横荡、艏摇、升降6个自由度的运动，使船舶漂移离开人们期望的目标位臵。其中风和水
核能具有哪些特点？用作船舶核动力有哪些优越性？1核燃料具有极高的能量密度，核裂变不依赖氧气2核燃料船重比例小，有较大的续航能力和推进功率，提高潜艇的隐蔽性。 船用核动力装置的船用条件：1船舶受海洋条件影响，易产生摇摆和倾斜2易产生海上事故，如触礁等3船舶速度变化急剧，且幅度大，有时必须倒航4航行远离码头，基地补给困难5船内空间有限，所有设备必须重量轻、体积小6船上及港口人员密集，放射性防护极其重要7海洋气候潮湿，且含有盐分。 船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系：Ne=D2/3v s3/c kw 其中Ne-推进器功率，v s-航速，D-排水量c-海军部系数。 核动力装置的安全设计原则：多道屏蔽，纵深防御。多道屏蔽：燃料元件包壳、一回路系统和承压边界、安全壳。纵深防御：1第一级安全防御主要考虑对事故的预防2第二级放置运行中出现偏差而发展成事故3第三极是限制事故引起的放射性后果。 专职可靠性如何定义：指装置在规定的时间内，在规定的使用条件下能完成规定功能的能力。它表示系统、机器、设备等的工作和性能的时间稳定性强度。 什么是装置的生命力：在战斗破损或事故破损时，装置能够保证或恢复其功能的能力； 提高装置生命力的措施有哪些：1主动分组布置2应急、储备2考虑设备仪表的互换性4主要设备单独供电、设置应急供电系统5主要消耗品分散布置6具有破损报警及隔离装置。 一回路装置的基本任务：1供给冷却剂2热量传输3一回路压力保护4一回路水质净化5水质监测6废物处理。 主冷却剂系统有何功用？其设计要求有哪些？功能：1正常运行时传热，使二回路工质变为蒸汽2停堆时排出余热3事故时应急、冷却4提供承压边界。要求：1保证堆芯充分冷却-有足够的流量2应有一定的自然循环能力-作战、安全性3主泵应有一定的惯性4一台主泵失效不能导致系统失效5满足适航性要求6满足承压边界完整性要求7系统双重设置。 蒸汽发生器有哪两种类型？各有什么特点？1自然循环①只产生饱和蒸汽②二次侧水依靠密度差自然循环③二次侧保持一定水位，有利于安全④要不断排污，水质要求高⑤运行特性：一次侧冷却剂平均温度恒定，二次侧蒸汽压力随符合增加而降低；2直流式①传热管形式多样②循环效率为1③给水供应要非常可靠④没有排污系统，水质要求⑤产生过热蒸汽，不需要汽水分离⑥存在管间脉动和流动不稳定，影响安全可靠性⑦工质流动依靠给水泵压头实现⑧一次侧冷却剂平均温度恒定，二次侧蒸汽压力恒定。 主冷却剂泵有哪两种类型？各有什么特点？1屏蔽泵：泵体、电机都密封在壳体内，电机定子用屏蔽套与冷却剂隔开，电机用设备冷却水冷却；加工复杂且效率低；电机采用多绕组变速2轴封泵：①三级轴封②有少量泄露③可用普通电机，降低了成本，效率高。 主冷却剂系统常见的布置方式有哪几种？各有什么特点？1分散式布置-各主要设备在堆仓内分散布置，依据较长的主管道连接，占用空间较多，自然循环能力较低，铀管道破裂的危险，但维护方便2紧凑式布置-设备布置紧凑，主管道很短，占用空间较小，有利于提高自然循环的能力，但增加维护难度3一体化布置-蒸汽发生器、主泵、稳压器与反应堆集成为一体，无主管道，有利于提高自然循环能力，避免打破口事故发生，维护很困难。 设置压力安全系统的必要性：1压力过高会导致承压边界破裂，造成失水事故，影响反应堆安全，存在放热性物质扩散的危险2压力过低会导致堆芯出现危机反应堆安全的冷却剂沸腾。 反应堆冷却剂系统压力波动的主要原因：1由于稳定功率改变引起2由于装置功率发生动态变化，冷却剂体积发生变化3由于温度测量误差与控制死区的存在，会使冷却剂体积发生微小波动。 压力安全系统有何功用？简述其运行原理？功用：1稳态运行时，维持系统压力2提供压力保护；原理：1压力波动时有A压力升高B压力降低两种情况2压力保护，在A状态下，高压报警，停堆，安全排放，在B状态下，低压报警，停堆，安全注入3除气。 为什么要对一回路冷却剂水质进行处理？1不处理会加速设备腐蚀2结垢影响传热3氯离子含量过高会导致不锈钢应力腐蚀4悬浮杂质受辐照活化，增加一回路系统放射性水平。 主冷却剂中杂质的来源有哪些？如何控制冷却剂的水质？来源：1腐蚀产物2补给水中带来杂质3化学药
船舶动力定位技术简述 1.动力定位技术背景 1.1 国外动力定位技术发展 目前，国际上主要的动力定位系统制造商有Kongsberg公司、Converteam公司、Nautronix公司等。 下面分别介绍动力定位系统各个关键组成部分的技术发展现状。 1(动力定位控制系统 1)测量系统 测量系统是指动力定位系统的位置参考系统和传感器。国内外动力定位控制系统生产厂家均根据船舶的作业使命选择国内外各专业厂家的产品。位置参考系统主要采用DGPS，水声位置参考系统主要选择超短基线或长基线声呐，微波位置参考系统可选择Artemis Mk 4，张紧索位置参考系统可选择LTW Mk，激光位置参考系统可选择Fanbeam Mk 4，雷达位置参考系统可选择RADius 500X。罗经、风传感器、运动参考单元等同样选择各专业生产厂家的产品。 2)控制技术 20世纪60年代出现了第一代动力定位产品，该产品采用经典控制理论来设计控制器，通常采用常规的PID控制规律，同时为了避免响应高频运动，采用滤波器剔除偏差信号中的高频成分。 20世纪70年代中叶，Balchen等提出了一种以现代控制理论为基础的控制技术-最优控制和卡尔曼滤波理论相结合的动力定位控制方法，即产生了第二代也是应用比较广泛的动力定位系统。
近年来出现的第三代动力定位系统采用了智能控制理论和方法，使动力定位控制进一步向智能化的方向发展。智能控制方法主要体现在鲁棒控制、模糊控制、非线性模型预测控制等方面。 2001 年 5 月份，挪威著名的 Kongsberg Simrad 公司首次展出了一项的新产品—绿色动力定位系统(Green DP)，将非线性模型预测控制技术成功地引入到动力定位系统中。Green DP 控制器由两部分组成:环境补偿器和模型预测控制器。环境补偿器的设计是为了提供一个缓慢变化的推力指令来补偿一般的环境作用力;模型预测控制器是通过不断求解一个精确的船舶非线性动态数学模型，用以预测船舶的预期行为。模型预测控制算法的计算比一般用于动力定位传统的控制器设计更加复杂且更为耗时，主要有三个步骤:1.从非线性船舶模型预测运动;2.寻找阶跃响应曲线;3.求解 [1]最佳推力。控制器结构如图所示: 图1.1Green-DP总体控制图 荷兰的Marin在20世纪80年代初期即确定了关于推进器和动力定位的研究计划，并开展了动力定位的模型实验，内容包括:?推进器和推进器之间的相互作用;?推进器和船体之间的相互作用;?环境力和船舶的低频运动。研究结果产生了应用于动力定位的模拟程序RUNSIM，包括模拟实验的程序DPCON和理论模型计算的程序
民用船舶的核动力选择 民用船舶的核动力选择 来源：中国船检 随着全球石化能源逐渐减少和远洋航运废气排放对世界范围内环境安全的冲击加剧，以核动力为主动力装置来替换现有普遍应用的常规燃油主动力装置，已成为船舶技术发展的又一尝试。 2007年10月，国际科学院委员会(IAC)发表了《未来之路：向可持续能源迈进》和中国科学院(CAS)发表了《应对挑战––构建可持续能源体系》，这两份报告建议：远期到2050年前后，我国总体能源供给结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下，可再生能源和核能成为主导能源。从报告来看，国家对于发展核能是持肯定态度的，而民用核动力船舶的开发作为核能综合利用的一个方面，同样具有发展前景。同时，民用核动力船舶的经济性、技术可行性以及安全性方面的问题备受关注。 核能船舶的发展状况 发展民用核动力船舶，对我国船舶行业而言是一个崭新的课题，但是纵观世界船舶发展史，可以发现已经有若干国家在此方面迈出了第一步，其历程如图所示。 美国“萨娃娜”号于1962年建成，在其商务部海运局的支持下进行商业运营。该船于1964年5月开始进行国际航海，停靠了欧洲14个国家的16个港口。到1965年8月，在达到对核动力民用商船的建造目的后，改为货船投入航行，并得到政府的运营补贴，在欧洲航线航行。1976年6月抵达韩国、台湾、菲律宾等远东地区。1968年9月进行核燃料的换料，又相继投入商业航行，1970年宣布退役。 德国矿石运输船“奥托汉”号于1968年月12月建成。1969年3月到11月在围绕英国一周以及在南太平洋（赤道附近）、北极海、西太平洋（西印度群岛）进行了实验航海。从1970年2月开始投入商业航海，运输摩洛哥的磷矿石、伊朗的铬矿石、阿根廷的谷物货物等。在此期间，在国外访问了22个国家的33个港口，到1979年2月停运，航行了约60万海里（111万公里）。 日本“陆奥”号在1974年8月28日开始的功率提升试验过程中发生了放射性泄漏事
目录 1总论 (1) 1.1船舶动力装置的含义与组成 (1) 1.2船舶动力装置的技术、经济及性能指标 (2) 1.2.1技术指标 (2) 1.2.2经济指标 (5) 1.2.3性能指标 (8) 1.3船舶动力装置的基本类型及特点 (8) 1.3.1柴油机动力装置 (8) 1.3.2蒸汽轮机动力装置 (9) 1.3.3 燃气轮机动力装置 (10) 1.3.4 核动力装置 (11) 1.3.5联合装置 (12) 1.4船舶动力装置的设计要求及步骤 (13) 1.4.1方案设计 (14) 1.4.2技术设计 (14) 1.4.3施工设计 (14)
1总论 1.1船舶动力装置的含义与组成 船舶动力装置的主要任务是：为船舶提供各种能量和使用这些能量，以保证船舶的正常航行与安全，人员的正常生活与安全，以及完成各种作业等。所以，船舶动力装置是各种能量的产生、传递及消耗的全部机械、设备及系统的有机组合体。它是船舶的一个重要组成部分。 船舶动力装置中的机械、设备和系统，包括动力机械、工作机械、传动设备、滤清和储存设备、热交换器以及动力管系、全船管系和机舱自动化设备。 根据动力装置中各种能量的形式和特点，船舶动力装置可分以下几个部分： 1.推进装置 在给定的条件下，保证船舶正常航行所需的推进力的一整套设备，其中有： （1） 主发动机为发出推进动力的原动机，和为主发动机服务的辅助设备和管系。主发动机有柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机及蒸汽机等。 （2） 主锅炉为蒸汽轮机和蒸汽机提供蒸汽的设备。包括为它服务的辅助设备和管系等。 （3） 推进器为发出推进力的工作机。主要有螺旋桨推进器、明轮推进器、直翼推进 器和喷水推进器等。 （4） 传动设备为将原动机发出的推进动力传递给推进器的设备。包括减速器、离合器、联轴器、轴系、电力推进的专门设备以及为上述服务的管系等。 2.辅助装置 发出除供推进装置以外的各种能量，以供船舶航行、作业和生活的需要，保证上述能量输送和储存的各种设备，其中包括： （1） 发电机组供应全船所需要的电能。主要有柴油机发电机组，汽轮发电机组，轴带发电机组和余热发电机组以及为它们服务的管系和设备。 （2） 辅助锅炉装置产生蒸汽供应全船加热、取暖等所需的热能。主要有辅助锅炉或余热锅炉以及为它们服务的管系和设备。 3.机舱自动化设备 保证实现动力装置远距离操纵与集中控制，以改善工作条件，提高工作效率及减少维修工作等。主要有自动控制与调节系统，自动操纵系统及集中监测系统。 4.全船系统 保证船舶生命力和安全及船员和旅客正常生活的设备。其中安全方面有防水、防火、防爆炸、防漏泄、防烫伤及防损坏等系统和设备，以及生活方面有通风、取暖、空调、照明、供水、卫生、制淡及冷藏等系统和设备。 5.船舶设备，主要指甲板机械 保证船舶航行和停泊以及装卸货物所需的设备。其中有锚及系船设备，舵设备，装卸设备，吊艇设备及特殊设备（如敷设，施放设备等）。 以上看出，船舶动力装置是一个很复杂的能量综合体。然而，根据船舶的用途和型式以及动力装置的复杂程度，上列设备的配备是不相同的。 综上所述，船舶动力装置的能量形式很多，但从燃料的化学能转化来的只有三种能量：推进动力、电能和热能。因此，可以通过三种能量的产生、传递和消耗过程来描述船舶动力装置的含义和组成。图1－1表示为基本装置型式的能量从产生到消耗的转化过程，该图为典型的柴油机动力装置，