神经网络在船舶主柴油机建模中的应用

该文研究用BP神经网络建立船舶主柴油机模型的方法，并对BP算法进行了改进，提出了一种动态优化学习率的方法，对6L80MC柴油机实际数据用BP网络进行计算的结果表明，该算法能有效地建立船舶主柴油机模型。该模型已成功用于船舶主机遥控仿真系统中。     

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

一种高压配电网故障自愈技术的仿真研究

在高压配电网系统中电压源型换流器高压直流输电技术(VSC-HVDC)故障自愈往往受诸多因素的影响,如逆变器的无功补偿特性和DC控制器的动态性能。论文将PSCAD/EMTDC仿真工具用于VSC-HVDC的不同无功补偿装置动态自愈性能研究中,分析了三相接地故障、单相接地故障和三相断相故障中固定电容器(FC)、静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)的故障自愈特性,结果表明:由于SVC对AC的应用,自愈过程将减缓由于对的应用交流系统强度的负面影响,而STATCOM在DC功率和电压自愈能力上对提高配电网的自愈性能优于其他补偿设备。     

PSS和SVC的协同设计的研究

本文研究了电力系统稳定器(PSS)和静态无功补偿器(SVC)的协调设计增强电力系统稳定性的问题。以基于非线性的目标函数最小值为优化目标,分析比较PSS和SVC协调设计与单独设计时,系统在三相短路时非线性时间响应。PSS与SVC均采用两个超前滞后控制设计。采用差分进化算法搜索最优控制器参数。非线性仿真结果分析表明,该方法在系统故障条件时的具有较高的有效性和鲁棒性。     

舰船动力系统模块化建模方法

在舰船动力系统仿真平台的研究中,建立的系统模型应能够满足实时仿真的要求,同时具有通用性,以提高仿真模型的重复利用率。以某型舰船动力系统为例,研究模块的分类、模块的分解处理等模块化建模方法,建立其模型库并进行仿真验证。该方法克服了传统建模法得到的模型可移植性与独立性较差的缺点,提高了模型的可重用性。     

一种用于模块化多电平变换器的优化均压策略

模块化多电平变换器(MMC)的子模块电容电压均衡问题,是工程应用中需要解决的难点问题之一。本文针对采用电容电压排序,根据电流方向直接选择相应子模块投入的传统均压策略进行了改进和优化,引入了子模块电容电压值的上、下限,有效地避免了子模块的频繁投切现象,降低了系统的开关损耗。最后通过在Matlab/Simulink平台上搭建MMC仿真模型,对优化前后均压策略进行了比较,仿真结果证明改进算法有效地减小了IGBT开关次数,降低了系统损耗。     

粒子群算法在船用风力发电机转移潮流控制中的应用

风力发电机在发电过程中对转移潮流控制的准确度会直接影响发电电路分路负荷承载。与常规风力发电不同,船用风力发电分电路承载能力远低于常规风力发电标准。因此,为了使其适应船用环境,必须优化现有风力发电机转移潮流控制策略,基于上述思想,研究粒子群算法在船用风力发电机转移潮流控制中的应用。首先,建立风力发电机的发电系统模型,然后根据模型数据对转移潮流过程中分电路的切负荷进行分组计算,最后引入粒子群算法对分组后的分电路控制策略进行优化,实现分电路负荷的精准控制。通过实验数据的对比可知,该方法在船用场景下具有较好的适应性。     

船用核汽轮机转速串级前馈-反馈模糊PID控制

在船用核汽轮机装置中,其转速控制效果直接关系到机组安全性和经济性。以船用核汽轮机为研究对象,首先,建立了船用核汽轮机各个模块的数学模型,在此基础上设计了核汽轮机转速的串级前馈-反馈PID控制系统;然后,基于模糊控制原理,采用串级前馈-反馈模糊PID控制对串级前馈-反馈PID算法进行改进;最后,在不同扰动下进行了仿真实验,仿真结果表明了模糊算法在改进前馈-反馈PID控制效果方面起了显著地作用,体现了智能算法与传统算法相结合的控制思想在船用核汽轮机转速控制方面的应用前景。     

“风光秀”电池船风力发电系统设计

针对内河及湖泊船舶排放污染问题,设计包含风力发电的电力系统。根据实船要求确定风力发电机的参数,预测风力发电机的输出特性;建立风力发电系统数学模型,运用Matlab/Simulink搭建风力发电系统的仿真模型,仿真试验得到系统输出特性;实船实验进行数据采集,分析采集数据,对系统进行改进。实验表明,风力发电应用于电池船可给辅助负载供电,也可将产生的电能储存备用。     

多能源集成控制的船舶用微电网系统频率优化

为解决船舶用微电网系统在系统模型不确定性以及剧烈负荷扰动下电网频率的稳定性控制。针对含有风力发电系统、光伏发电系统、柴油机发电系统以及储能装置的多能源集成微电网系统进行分析,提出H∞混合灵敏度控制方法,设计输出反馈控制器并构造微电网系统模型,对其加权函数采用粒子群优化算法进行优化。仿真结果表明:提出的控制器和控制策略不仅能够有效地平抑频率波动,提高可再生能源利用率,还在模型不确定性以及扰动不确定性的情况下依然有效。     

船闸系统仿真模块库的建立与应用

基于面向对象的建模技术和系统仿真方法,分析船闸物流系统的组成、关联关系和系统构型,建立船闸系统的对象模型和动态模型,阐述船闸系统仿真模块库开发的普适性,构建船闸系统仿真模块库。通过快速搭建三峡船闸仿真模型并进行仿真试验,验证本模块库的工程应用价值。     

风电场中静止同步补偿器的前馈解耦控制

对应用于风电场的静止同步补偿器(STATCOM)的前馈解耦控制策略进行了研究。建立了STATCOM在耦合状态下的数学模型,针对有功/无功控制通道存在耦合,不利于有功电流和无功电流的独立控制的现象,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了双闭环控制结构,并通过仿真与传统PI控制策略进行比较。仿真结果表明采用解耦控制策略后有功电流和无功电流可独立调节,配电网PCC点电压和STATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到期望值,且与传统PI控制策略相比具有超调量更小、响应速度更快、抗扰动性能更好的优点。     

重力场辅助水下导航仿真及分析平台的构建

基于Simulink工具对重力场辅助水下导航仿真及分析平台进行了详细设计,并对平台各模块的原理、建立过程和细节进行了详细介绍,形成了从基础重力格网数据库构建、匹配算法设计到最终性能评估的完整的重力场辅助水下导航仿真体系.该平台集成了现阶段比较优秀的重力场网格插值模型和匹配算法模型,只需要简单地对相应的算法Matlab函数进行修改就能方便地进行对比研究,是进行重力场匹配导航实验研究、演示验证的有力工具.     

舰船柴油机的模块化建模与仿真

在柴燃联合动力装置半物理仿真平台的研究中，要求建立的柴油机模型能够较准确地反映瞬态过程中各主要参数的变化，满足进行实时仿真对模型的要求，同时具有通用性，以提高仿真模型的重复利用率。使用容积法建立涡轮增压柴油机模型，可以避免准稳态法中流量和压力关系的迭代计算，同时对计算量的要求又在合理的范围内。在大型系统仿真软件Easy5的支持下，采用了模块化的建模和仿真方法，利用已建立的舰船柴油机的模块库，可以连接组合模块建立各种配置的舰船柴油机模型。作为应用实例，建立了相继增压柴油机模型，并进行动态仿真。     

船舶压载水系统有限元仿真模型研究

利用有限元方法,基于流体力学基本原理建立了船舶压载水系统的仿真模型。压载水系统仿真模型包括管路子模块和稳性调节子模块。在管路模块中,利用有限元的方法将整个管路划分为有限个管元和节点,根据流体力学基本原理建立起总体管网的矩阵方程式,从而计算出整个管网中所有节点的压头值和每个管元中的流量值。在稳性调节模块中,利用小倾角公式,计算出船舶的稳性参数横倾角和纵倾角。在建立的仿真模型的基础上,实现了船舶压载水系统调节过程的仿真。仿真结果表明,建立的仿真模型可以实时反映出船舶压载水系统的调节过程。     

基于改进的混沌优化的翼滑艇推进系统仿真

通过Matlab平台建立翼滑艇推进系统的数学仿真模型,将翼滑艇的快速性指标和经济性指标的加权形式作为推进系统优化目标,并以Simulink进行实时仿真分析。首先,运用改进的混沌优化算法对模糊控制系统进行优化,求解最小控制目标值,然后对转速控制和螺距控制的控制器参数进行优化,并通过模糊控制器对不同工况下主机转速和可调桨螺距进行控制。最后,对比分析了常规模糊控制器与混沌算法优化后的模糊控制器之间的差别。结果表明,优化后的推进系统在进行航速控制时不仅超调量小,而且稳定性好,该优化方法有效可行。     

模糊神经网络控制在调速系统中的应用研究

针对无刷直流电机(BLDCM)调速系统的特点,在分析BLDCM(Brushless DC Motor)的数学模型的基础上建立了控制系统的仿真模型,设计了一种新的模糊神经网络控制器FNNC(Fuzzy Neural Network Controller),并运用遗传算法优化模糊神经网络结构和改进在线学习算法,将其应用到直流电机调速系统中。仿真试验表明,该方法较传统PID控制有更好的控制效果。     

小波神经网络算法在船舶动力控制系统中的应用研究

随着航海技术的发展,人类对海洋的探索也越来越频繁,在不断研究的过程中,人们不仅对船舶的位置有升级的要求,对于其内部动力控制系统的研究范围也在不断的拓宽。本文主要研究船舶动力定位系统的构成原理,并结合神经网络算法对船舶动力定位关键技术进行数学建模。最后在Matlab仿真系统中建立船舶动力控制系统在海洋环境中的实际干扰模型,并从静态角度对小波神经算法的性能进行分析与仿真,仿真结果表明此算法的控制效果良好。     

柴油机自适应调速调温研究

本文研究了自适应控制理论在柴油机,特别是船用高速柴油机实时控制中的应用。讨论了一种实用的伪随机码动态系统最优辨识方法,并对6135型柴油发电机组的转速系统和冷却水温度系统的动态过程建立了数学模型,进行了计算机仿真。研究了改进的自校正调节器控制算法,并用此方法对该柴油机进行了大量的实机测速、调温试验。结果表明,采用本文讨论的动态最优辨识方法所建立的系统数学模型较好地符合实机过程;改进的自校正调节器算法在大范围变工况和大幅度扰动情况下比PID调节器具有较强的自适应跟踪能力,而且比普通的自校正调节器算法具有计算简单、响应速度快等优点,实现了柴油机主要参数的优化控制。     

永磁同步电动机驱动系统的自适应位置控制

本文介绍了逆变器馈电的永磁同步电动机系统位置控制折简单自适应控制方案。在推荐的控制策略中，用模型和变结构算法相结合力的方法提供快速响应和鲁棒性，采用１ｋＷ驱动系统的实际参数，通过计算机仿真对自适应控制策略进行分析并对性能进行研究。本文给出了仿真并进行了讨论。