船舶作为能耗和排放大户,对其节能技术进行研究是响应我国建设环境友好型社会的迫切需求。船舶中央冷却水系统的海水泵存在较大的设计余量并且缺乏足够的节能措施,而采用变频控制可以对电机的转速进行连续调节,实现海水流量按需供给,节约能源。因此对中央冷却水系统的海水泵进行变频控制的研究具有重要的意义。本文以某远洋集装箱船的中央冷却水系统为研究对象,运用模块化建模的思想,建立相关系统的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下对船舶变频中央冷却水系统进行仿真计算和节能分析。最后,为了优化海水冷却系统的流量控制效果,对PID的参数进行了优化并在仿真模型上进行了验证。本文主要研究工作如下:(1)首先,研究了实船中央冷却水系统的结构和设计要求,并根据传热学理论对相关设备的换热过程进行分析,建立了主机缸套及相关设备的仿真模型,并在设计工况下验证了模型的正确性。然后分别对主机工况改变和海水温度变化等情况进行了仿真计算,得到了在不同情况下主机工况、海水温度与冷却水温度、海水流量之间的关系。(2)其次,对海水冷却系统的管路特性进行了分析,利用实船数据拟合得到了海水泵在设计工况下的运行特性曲线,在此基础上对变频海水泵的运行特性进行分析,得到了在不同运行模式下海水流量与海水泵电机转速之间的计算公式。之后研究了直接转矩控制的原理,建立了异步电机的直接转矩控制仿真模型,得到了在不同海水流量下电机的运行情况,并对其进行节能分析。结果显示,采用变频控制之后电机的节能效果明显。(3)最后,针对传统PID参数难整定的缺点,利用BP神经网络自学习的特性,将其与传统PID相结合,优化了PID的参数。为了进一步优化控制效果,使用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行了优化。将得到的参数自整定PID运用到中央冷却水变频控制系统的流量控制模块中进行仿真计算。结果显示,相比于传统PID和随机生成初始权值和和阈值的BP神经网络PID,利用遗传算法优化过的BP神经网络PID的控制效果具有一定的优越性。