基于FPGA的船舶电站控制器直流采样算法研究

传统算法采用傅里叶算法无法消除船舶电站控制器直流分量,导致采样效果较差。为了解决该问题,提出了基于FPGA的船舶电站控制器直流采样算法研究。根据直流采样原理,集中数据序列中的连续数据,形成一个样本数据库,从样本数据库中提取部分数据,使用加窗插值方法,在时域与窗函数相乘时,减小基波与频谱间干扰。使用余弦窗截短后,可通过对待测试信号的频域进行检测,并对加窗后的数据进行排序,方便直流采样。通过加窗插值方法可正确计算出码相位,依据采样方案设计流程,实现船舶电站控制器直流采样。通过实验对比结果可知,该算法最高采样效率可达到93%,为电站控制器电流高质量输出奠定基础。     

船舶运动建模预报的周期图法研究

通过深入研究周期图建模预报方法,分别采用数据交叠分段的方法和加窗函数的方法来对周期图进行平滑处理,最后综合数据交叠分段和加窗函数两种方法对周期图进一步改进.应用仿真方法,详细分析各种改进方法,确定合适的阈值及交叠率、合适的窗函数和相对应的阈值.改进后的周期图预报方法对船舶运动预报的预报精度更高,满足船舶运动实际应用需要,具有重要的实际应用价值.     

基于DSP的船舶电站自动准同期装置研究

本文介绍了基于DSP的船舶电站自动准同期装置,应用动态调整采样间隔的交流采样算法来计算交流电量并推导了最小二乘曲线拟合算法来精确预报同期点。该装置能保证在电网品质恶劣的船舶电站中使用时也具有较高的可靠性。     

基于PLC的船舶并车装置自动同步设计

船舶电站自动化对于船舶的稳定运行有着非常重要的意义,船舶自动同步并车装置是船舶电站中重要的组成部分。本文首先分析船舶自动同步并车的原理,在此基础上对船舶自动同步并车系统进行整体设计,对柴油机电压、频率以及相位处理电路进行初步设计,给出自动同步并车的软件工作流程。本文设计的基于PLC的船舶自动同步并车装置具有很好的稳定性。     

FFT算法截断不确定度评估

截断不确定度是快速傅里叶算法(Fast Fourier Transform,FFT)不确定度评估中的一个重要来源。将截断不确定度分解为：频谱泄露不确定度、加窗和栅栏效应不确定度进行分析。将采样周期个数分解为整部部分和小数部分,确定小数部分引起的频谱泄露误差区间,以此为基础给出频谱泄露不确定度的评估方法;将加窗和栅栏效应引入的不确定度作为一个整体分析, 避开分量之间的相关性,以三角窗为例给出了一个通用的评估方法。之后利用GUM(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement)中的B类方法对其进行评定,评定时假设舍入测量不确定度为反正弦分布,并通过对频谱泄露不确定度、加窗和栅栏效应不确定度进行合成,得到最终的截断不确定度,在此基础上建立了FFT截断不确定度的通用评估方法。     

可用于舰船运动预测的多项式拟合方法及参数选择

叙述了可用于非平稳时序预测中的滑动窗多项式拟合方法(SPFM)。用舰船运动预测作为例子,对该模型的采样频率、滑动窗大小和多项式阶数参数的选择进行了讨论。仿真结果表明,该方案可行,计算速度快,预测误差小且稳定。     

MIMO-OFDM系统时频快速同步算法

提出了一种基于单训练符号的用于多输入多输出 - 正交频分复用(MIMO OFDM)系统的时频同步算法.该算法利用移相脉冲码的自相关特性构造用于同步和大数频偏估计的训练序列,并通过引入逆向搜索窗以及门限的概念,解决了多径衰落信道中第1径不是最强径时,滞后的FFT窗定时导致的符号间干扰影响系统性能的问题.仿真结果表明,本算法不仅时频率估计精度高、频偏估计范围大,而且具有较快的同步收敛速度.     

船舶电站虚拟现实仿真系统设计

随着船舶智能化趋势的不可逆转,对船舶电站智能化水平的要求越来越高,船舶电站的设计、管理的难度也都将增加。本文研究设计了船舶电站虚拟现实仿真系统,通过对同步发电机、励磁控制系统、转速控制系统、负载及船舶电站操作逻辑控制等建立数学模型,实现MATLAB/Simulink二维仿真,运用3d Max软件通过对发电机组、船舶配电板、各种仪器仪表、开关按钮、内部脱扣装置等三维建模并导入Unreal Engine 4(Ue4),生成虚拟现实效果。通过设计MATLAB和Ue4通信,实现二维与三维同步联合仿真。系统可单独作为船舶电力系统设计验证平台,亦可单独作为教育培训系统。可缩短船舶电站设计周期,节省人力物力,也可提高船舶电站管理培训效率。     

船舶电站信号采集方案设计

文章介绍了为实现船舶电站的自动化监测和实时控制,需对船舶电站的相关参数采集,以提供给以数字信号处理器为处理核心进行计算控制,涉及到电压、电流、频率检测、相角等数据的采集,通过这些采集到的信号,可以判断船舶电站目前的运行状态和所需进行的操作。     

基于三模冗余DSP控制器的船舶电站自动并车装置研究

本文介绍了基于模块化的三模冗余DSP结构设计的船舶电站自动并车装置,应用动态调整采样间隔的交流采样算法来计算交流电量并推导了最小二乘曲线拟合算法来精确预报同期点.装置在硬件上采用多数表决输出的三模冗余结构和在软件上实现数据的冗余处理,能保证在电网品质恶劣的船舶电站中使用时也具有较高的可靠性.     

船体三维网格的自动生成算法及其图形用户界面的设计

本文介绍的三维湿表面网格的自动生成算法,不但可完成型值表各站型线的等弧长插值拟合,而且能够在沿船长方向的任意位置上进行站的加密和插值,从而自动生成三维湿表面网格。该算法的实现依赖于一套完整的图、形用户界面。此界面用Ｕｎｉｘ平台的Ｍｏｔｉｆ、Ｃ和ＧＬ编制,友好灵活,方便易用。     

基于DSP的船舶电站自动调频调载装置的研制

文章介绍采用DSP TMS320LF2407为核心处理器的船舶电站自动调频调载装置,包括外围的电信号采集电路,液晶显示电路,DSP TMS320LF2407的软件流程。着重介绍了如何使用DSP来对压差和频差的调整以及功率分配的原理。实现船舶电站自动调频调载的基本原理以及软硬件的实现方法。     

船舶电站频率/有功功率的智能调节

针对船舶电站频率／有功功率调节的特殊性，提出了一种船舶电站频率／有功功率的综合调节与控制方法，给出了基本原理框图，并对神经网络算法进行了分析，模拟实验表明其动态品质良好，频率／有功调节简便易行。     

两种新型调速方式在船舶电站中的应用前景分析

介绍使用恒频方式和下垂-恒频混合方式进行调速的原理,并结合船舶电站的特点,将这两种新型调速方式同传统的下垂方式进行比较,分析了各种调速方式的优缺点,利用Matlab/Simulink仿真平台搭建船舶电站模型,对各种调速方式进行仿真,初步探索了在船舶电站中使用两种新型调速方式的情况.     

模糊混沌算法及其在船舶性能或结构特性综合优化的应用研究

将限界搜索模糊优化与混沌算法复合构成限界搜索模糊混沌算法,并将其应用于大中型船舶性能或结构特性综合优化计算分析中.建立了以加权和形式为目标函数的综合优化数学模型,编制了计算软件,进行了大量对比计算.计算结果表明:这些优化方法和计算软件界面友好、可靠性和计算效率高,并且具有较高的实用性,运用于大中型船舶性能或结构特性综合优化是切实可行的;对于大中型船舶方案或初步设计也有使用价值.     

船舶双电站控制技术

当前,为了提高船舶安全性能,船舶双电站设计是一种趋势。船舶双电站主要由船舶前后电站及集中的功率管理系统组成,能够实现对船舶电网的智能控制,本文主要是对船舶双电站的组成、控制原理、通讯实现等内容进行研究,为后续船舶双电站的设计提供一个思路借鉴。     

基于节点电势法的舰船电力系统潮流计算方法

针对舰船电力系统中非线性负载尤其是异步电动机负载较多,且发电机组数量多、容量小,需考虑其功率分配关系等特点,提出基于节点电势法的潮流计算改进算法。利用此算法对一个8节点的典型舰船电力系统模型进行计算,并通过Matlab软件仿真予以验证。结果表明,该算法具有计算精度高、收敛速度快等特点。     

船舶电站两机并联运行动态过程的建模与仿真

根据自动同步并车装置和调频调载装置的控制原理和实际参数,通过对两者的建模,构建了船舶电站两机并联系统的仿真模型,模拟了自动模式下并车和负荷转移分配的全动态过程,取得了与理论预期相符的仿真结果。所得结果可作为船舶电站多机并联仿真研究的一项重要补充。     

船舶电站相位差检测装置的设计与实现

电站是船舶动力装置的关键设备,为提高其并联运行可靠性,在分析相位差检测原理的基础上,提出采用中断方式获取恒定超前时间来提高并联运行控制器的工作精度。该方法通过中断方式对高速计数器进行复位和读取操作并通过算法计算出提前合闸的时刻,使相位差在断路器合闸的瞬间可靠为零。基于该方法设计了并联运行控制器,并完成了外围硬件电路设计,以及PLC的硬件组态和程序编程。经仿真平台运行实验验证,该并联运行控制器可有效降低合闸瞬间的冲击环流约30%,提高了电站运行的可靠性,为船舶电力系统的研究设计提供了有益参考。