随着控制技术的不断发展,船舶机舱过程控制系统的自动化程度不断提高,船舶燃油粘度控制系统,柴油机冷却水温度控制系统作为船舶机舱过程控制系统的重要组成部分,一直是船舶过程控制领域的重要研究课题。本文以某先进的万箱集装箱船舶作为研究对象,首先分析了船舶机舱过程控制典型系统的运行过程及动态特性,介绍了燃油粘度控制系统和冷却水温度控制系统的组成及工作原理,并依据能量守恒定律,热力学原理等,建立了系统主要环节的数学模型,包括燃油粘度控制系统的加热器、测粘计、蒸汽调节阀等。其次,基于滑模变结构控制算法具有快速响应、对参数变化和扰动不灵敏等优点,本文设计了基于指数趋近律的滑模变结构控制器,并应用于燃油粘度控制系统和冷却水温度控制系统中,利用MATLAB/Simulink仿真工具,搭建系统仿真模型,实现了对控制算法效果的仿真。另外,本文针对滑模控制产生的高频抖振现象,采用变指数趋近律对控制器进行了改进优化,并将改进后的滑模控制器与传统PID控制器应用于控制系统中进行仿真对比分析,结果表明改进后的滑模控制器效果良好,具有较好的自适应性和鲁棒性。在完成船舶燃油粘度控制系统的数学建模和控制仿真的基础上,本文结合实船中燃油粘度控制系统的使用运行情况,利用Visual C++编程软件,设计开发了一套燃油粘度控制模拟训练系统。训练系统具有良好的可视化人机交互功能,能够对系统过程参数进行监测和在线修改,故障设置,模拟系统实际运行的动态过程。仿真结果表明该模拟训练系统能够满足可视化仿真教学培训要求,并应用于轮机模拟器培训系统。