RBF神经网络动态补偿的汽包水位多模型预测控制

在船舶蒸汽动力系统中,普遍采用锅炉增压形式对蒸汽动力进行最大化的利用,而锅炉增压系统中最重要的是控制器的设计,该控制系统的稳定性对整个锅炉系统的安全运行至关重要。本文从锅炉增压系统的基本工作原理出发,建立了一种船舶锅炉汽包水位的状态模型,对汽包的温度和水位状态进行全面描述,然后利用RBF神经网络算法建立了汽包状态的动态补偿模型,并设计了基于PID预测控制策略。仿真结果表明,本文提出的预测模型具有较好的鲁棒性和稳定性。     

船舶锅炉水位数学控制系统

本文根据船舶锅炉汽包水位在给水流量作用下的动态特性，得到了汽包水位单元的Ｚ传递函数。运用数学数字直接设计法，在汽包给水量控制水位的闭环系统中，引进蒸汽流量信号作为前馈信号，设计了锅炉双冲量水位数字调节系统。通过对反馈系统箭馈系统的分析和计算得到了反馈数字控制器和前馈数字控制器的Ｚ传递函数，并得出了控制器的微机实现的算法。     

船用锅炉汽包水位模糊控制研究

传统的锅炉汽包水位单回路PID控制方案,无法克服汽包蒸汽流量扰动的影响。文章提出带模糊监督的控制方案,扰动经模糊处理后作为前馈控制信号,通过引入监督控制环节自动调整前馈控制和反馈控制的权重,以实现控制目标。以船用锅炉汽包水位控制为对象,采用上述控制方法实现锅炉汽包水位的模糊双冲量控制。经计算机和热态仿真,表明系统超调量较小,有较好的有效性和实用性,证明所采用的控制方案是可行的。     

基于阶梯式广义预测的船用锅炉汽包水位控制

针对船用锅炉汽包水位控制的特点，提出将阶梯式广义预测策略应用于船用饱和蒸汽辅锅炉汽包水位控制。仿真研究表明，该策略的控制效果优于常规的PID控制，它能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

基于扩张状态观测器的滑模预测串级舵减摇控制

针对在定权重模型预测舵减摇控制下的欠驱动船舶转向响应较慢的问题,提出一种基于模糊扩张状态观测器（FESO）的滑模预测串级舵减摇控制方法。建立线性三自由度欠驱动船舶运动模型,设计FESO来估计船舶状态和外部扰动,设计离散自适应滑模控制（DASMC）作为串级外环航向控制,以外环控制作为预期控制律,设计模型预测控制（MPC）作为串级内环减摇控制。通过分析船舶的航向误差和航行情况,设计模糊规则在不同航行情况下改变MPC目标函数的状态权重和控制输入权重,理论证明了所设计观测器的收敛性和控制方法的闭环稳定性。通过对一艘多用途海军舰艇进行数值仿真分析,在航向改变的情况下,所设计的控制器减摇率在保证减摇效果的同时,相比固定权重线性MPC在30°的转向的响应时间更少,证明了所提方法能有效提升欠驱动船舶减摇时对转向的响应。     

基于模糊规则的鲁棒预测舵减摇控制北大核心CSCD

[目的]针对模型预测控制(MPC)中因权重值固定所导致的欠驱动船舶在舵减摇时对转向的响应较慢的问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器(FTESO)、模糊控制规则和鲁棒预测控制的舵减摇控制器设计方法。[方法]首先,建立固定航速欠驱动船舶线性模型用于控制器设计,FTESO用于观测船舶运动状态和外部扰动;然后,通过对船舶在航向保持和变航向的情况进行分析,设计这2种情况下的目标函数权重,并建立状态观测值与目标函数权重之间的模糊规则,随后采用鲁棒预测控制解决带约束的多目标协同控制问题;最后,以一艘多用途舰艇为例进行数值仿真分析。[结果]结果显示,在航向改变情况下,对比扰动补偿模型预测控制和扰动观测器强化模型预测控制,发现减摇效果分别提升了5.74%和0.8983%,对于30°的转向的响应时间分别减少了1.8和7.3 s,证明了所设计控制方法的闭环稳定性。[结论]研究表明,所提方法在欠驱动船舶减摇方面是有效的。     

基于随机森林模型的锅炉汽包水位失效分析

锅炉汽包水位的稳定程度直接对整个锅炉系统运行有很大的影响,因此汽包水位失效预测是汽包事故防治的前提[1],针对锅炉汽包水位失效预测的复杂性,为了能够准确而快速的判别锅炉水位失效,采用随机森林算法建立锅炉汽包水位失效性预测模型。通过对实测数据进行取样、预处理、数据挖掘和分析从而准确预测出汽包水位出现故障的孕因。为了验证本模型的精准性,采取与Bayes Net贝叶斯网络和Back Propagation神经网络的测试数据进行比较。结果发现,本模型人工控制参数少、拟合效果好、预测精度高、结构简单、泛化能力强、锅炉汽包水位失效预测的结果与实际生产状况相吻合,故该方法可以有效地预测失效发生的可能性,对指导锅炉汽包水位事故防治工作有很好的预见性。     

船用锅炉蒸汽压力系统的模糊免疫神经网络PID控制设计

在船用锅炉系统中,蒸汽压力是影响整个燃烧系统的一个重要因素.保持蒸汽压力恒定是船舶锅炉控制系统的一个重要指标.文章有机结合模糊控制、神经网络控制和免疫算法的优点,提出了基于免疫的模糊神经网络控制策略,仿真表明用该方法控制锅炉蒸汽压力的优越性.     

基于模型预测控制的船舶自主避碰方法

针对海上多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,提出一种基于船舶运动数学模型的开阔水域船舶自主避碰方法.该方法利用模型预测控制(MPC)算法,在考虑船舶操纵性和避碰规则的条件下,采用模糊数学理论分析船舶航行过程中的碰撞危险度,进而构建避碰算法的评价函数,实现船舶自主避碰.仿真结果表明,该算法能解决开阔水域多船会遇情况下的船舶自主避碰问题,验证了算法的有效性.     

锅炉汽包水位的仿人逻辑控制策略

为了改善锅炉汽包水位控制器的控制效果,在串级三冲量PID控制与模糊逻辑控制的基础上,设计了汽包水位的仿人逻辑控制器.运用Matlab/Simulink软件对锅炉汽包的水位控制进行了建模,对正常升负荷与突然甩负荷工况进行了仿真计算.结果表明,锅炉汽包水位的仿人逻辑控制器,既具有全工况及串级三冲量PID控制的良好稳定性能,...