基于 MATLAB 的柴油机冷却水系统温度控制仿真分析

振平 董(开滦集团钱家营矿业公司，中国;)
翘楚 王(渤海大学滨海校区，中国;)
乐 张(北京交通大学，中国;)

摘要

柴油机作为船舶动力核心，其运行温度稳定性直接影响动力输出效率与设备寿命，而冷却水系统是温度调控的关键载体。本文以四冲程船舶柴油机冷却水系统为研究对象，基于热力学和流体力学理论，构建系统模型，通过MATLAB/Simulink平台形成温度控制仿真框架，设计PID控制器保证水温闭环调节。仿真结果显示，该控制模型在船舶柴油机负荷突变工况下，能将冷却水出口温度稳定在82±2℃的目标区间内，超调量≤5%，调节时间≤120s，有效验证了模型的合理性与控制策略的有效性。研究为船舶柴油机冷却水系统的优化设计与故障预判提供了基础仿真支撑。

关键词

冷却水系统；温度控制；船舶柴油机；MATLAB/Simulink；PID控制器

参考

李建, 王磊. 船用柴油机冷却水系统AMESim仿真与PID优化[J]. 船舶工程, 2023, 45(5): 121-126.

中国船舶重工集团公司. 6L23/30H船用柴油机使用维护手册[Z]. 2021.

胡寿松. 自动控制原理（第七版）[M]. 北京: 科学出版社, 2020: 156-168.

王建国, 张敏. MATLAB/Simulink工程应用实例教程[M]. 北京: 机械工业出版社, 2022: 89-102.

Smith J, Brown A. Fuzzy PID Control for Marine Diesel Cooling Systems[J]. Journal of Marine Engineering & Technology, 2022, 21(3): 189-195.

DOI: http://dx.doi.org/10.12345/gcjsygl.v10i1.35451