近年来,随着电控化,智能化技术的快速发展,如何利用新的智能技术提升船舶航行的安全和能效水平成为一个重要的研究课题。柴油机作为船舶推进系统核心,其可靠高效的运行对船舶航行至关重要。众所周知,船用柴油机的首要问题是转速的稳定控制,然而当柴油机的工况改变或部件老化时,其原有已经固定的转速控制器参数容易失效,进而导致转速经常出现不正常的波动,甚至飞车等危险现象。因此,实现对转速失稳现象的有效控制对于提升船舶的航行安全具有重要的实际意义。本文以瓦锡兰RT-flex35型低速柴油机为研究对象,针对稳态工况下控制参数失效导致的转速失稳问题,设计了一种基于强化学习的转速控制算法。算法采用强化学习理论在线管理PI控制参数,当发生转速失稳时,算法依据动作策略库进行控制参数的自动整定。同时,动作策略库能够在线学习,实现对柴油机特性变化的自适应。本文在设计开发过程中采用基于模型的设计方法,首先建立了研究对象的实时仿真模型和控制算法原型,并初步完成了转速控制算法的仿真验证。然后围绕该算法针对研究对象的被控需求设计了完整的转速控制策略。最后,依托产品级的快速控制原型和自动代码生成工具箱,完成了基于强化学习的转速控制策略硬件在环试验。仿真和试验结果表明,本文设计的船用低速柴油机转速控制策略,能够在全工况范围内对低速柴油机转速进行稳定控制,并且相比于传统的PI控制器,基于强化学习的PI控制器具有更好鲁棒性,能够实现柴油机转速的失稳自救。