在提倡可持续发展的时代背景下,人们逐渐意识到节能减排的重要性,船舶废气透平发电机组就是在这种社会环境下被提出来的,如今在新型船舶上已有较为广泛的应用。基于实船说明书等文献资料,本文对废气透平发电机组进行了全面深入地研究,并采用机理建模的方法对废气透平发电机组进行数学建模,建立的系统模型在经过验证后进行算法编程,最后应用于DMS2019轮机模拟器中。首先,通过参考实船资料,本文对废气透平发电机组的基本结构进行了完整的介绍,并对其基本工作原理进行详细地阐述,重点介绍了废气涡轮、以控制阀和本地控制单元为核心的调速系统、同步发电机、励磁调压器等部分的工作原理。然后,以理论研究为基础,本文建立了废气涡轮、阀控调速系统、同步发电机、励磁调压系统以及静态负载等部分的数学模型,并提出适用于废气涡轮调速系统的前馈PID控制策略。使用MATLAB/Simulink软件,建立各个系统的仿真模型并整合成废气透平发电机组整体模型,并对整体机组模型进行仿真。结果表明,系统模型在突加、突减负载的条件下得到的同步发电机端电压、转速等动态变化曲线符合《钢质海船入级规范》的规定,从而可以证明本文所建数学模型的正确性。最后,将DMS2019的结构框架作为主要框架,以我校航海动态仿真实验室自主开发的仿真软件SUPERSIMS为支撑,参考某实船废气透平发电机组的参数,在VC++软件环境下将已验证正确的模型进行算法编程,并开发基于C语言的系统模型仿真控制界面。在SUPERSIMS仿真软件中,完成交互界面与系统仿真模型实时通讯,并研制出考试模拟器,以达到废气透平发电机组仿真应用的目标。废气透平发电机组仿真系统作为DMS2019轮机模拟器的一个子系统,它将更能满足轮机模拟器的在培训和考试方面的任务要求。