船舶用无线传感网络的通信节点优化与控制选取技术

随着当前船舶自动化、高速化的发展趋势,船舶通信设备功能也日趋复杂,对无线网传感通信控制技术要求也逐渐增高。无线传感通信网络控制技术的运行效果直接影响船舶航行安全,由于船舶航行过程中数据种类复杂多样,传统船舶网络通信控制技术难以及时对船舶网络信息节点进行优化。因此,对当前常用的船舶无线传感网络通信控制技术进行分析,结合环型拓扑结构的以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法进行创新,从而改善传统方法中存在的数据传输误差等问题。为了验证方法的使用效果,对数据传输的精准度和时延情况进行检测,检测结果表明,结合环型拓扑结构的交换式以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法可有效减少信息传输延时和误差问题,具有较高的可行性。     

船舶动力装置的节能控制技术研究

针对当前船舶能源的消耗与能源利用装置的系统中,能源能耗的浪费明显增多,且能源的利用率较低,运行成本较高的问题,需要对船舶动力装置的节能控制技术进行研究。当前采用的方法进行船舶动力装置节能控制时,不能有效地提高能源的利用率,降低能源的浪费与经济成本。为此,提出一种基于混合节能的船舶动力装置的节能控制方法。首先对动力装置的运行点进行选择,对船舶航行的费用最低航速以及混合的加热循环热效率进行计算。利用混合节能方法对船舶动力装置的节能控制进行研究,依据动力装置液压的节能思想及其数学模型,对其压力特性进行分析,得出能量的回收状态时,随液压节能控制的优化参数,依据蓄能器能量的回收最大化优化的条件,完成对船舶动力装置的节能控制技术研究。实验的结果表明,利用该方法能有效地降低能源的浪费,提高能源的利用率,节省运行的成本。     

船舶电力系统无功优化过程的自适应粒子群算法应用

随着现代船舶工业的需要,船载用电设备的数量越来越多,船舶电力系统的容量也越来越大。船载用电设备在提高船舶自动化水平的同时,也对船舶电力系统的稳定性、安全性、节能性等提出更高要求。其中,船舶电力系统网络的无功损耗问题一直是相关领域的研究重点。电力系统的无功优化是指当系统的结构参数、负载等保持不变的情况下,通过改善船舶电力系统电源的电压等参数,调节电网的潮流计算,无功优化对提高船舶电力系统的供电效率,降低事故发生率等有重要的作用。本文系统的介绍了自适应粒子群算法,并将该粒子群寻优算法应用到船舶电力系统的无功优化过程中,对于改善电力系统的无功优化过程有重要的意义。     

基于自适应学习误差模型的船舶柴油机调速方法分析

传统船舶柴油机调速方法,存在调速误差较大的问题。导致船舶航行过程中速度控制精准度下降,影响船舶航行效率,同时为船舶航行安全留下隐患。通过对调速过程参量的分析发现,导致调速控制误差较大的根源,在于调速控制算法中的控制变量自适应性低。基于上述问题产生原因,提出基于自适应学习误差模型的船舶柴油机调速方法分析。首先对柴油机调速过程中的误差量进行模型计算,然后对误差数据网络络结构进行分析计算。最后,通过自适应学习算法,对误差结构变量进行优化,从而实现提升调速控制精准度,降低误差的效果。通过与传统控制方法的对比,证明提出方法具有解决传统方法不足的效果。     

船舶电力系统过流保护算法优化

现有船舶电力系统采用的传统过流保护算法存在电流反馈量识别准确率不高,电流控制参数的控制精度低的问题,本文提出船舶电力系统过流保护算法优化。通过对传统算法进行误差产生的分析计算,得到误差产生的原因与误差参量;对电流误差参量进行反时限模型计算,获得电流误差参量与时间之间的关系;根据获得的关系参量,结合引入的电流峰值算法对传统的过流保护算法进行数据的更新,从而完成对船舶电力系统过流保护算法的优化。最后,采用设计仿真实验的方式对提出的设计进行测试,通过测试得到的数据证明提出设计具有电流反馈识别准确率高、保护电流控制精度高、计算运行稳定的特点。     

能量管理策略在混合动力船舶上的应用

混合动力船舶电力推进系统是指引入蓄电池和超级电容联合为船舶电力系统供电的船舶电力系统,燃料电池、蓄电池和超级电容的引入能够有效降低船舶电力系统的能源消耗,提高船舶电力系统的供电能力。本文结合蓄电池和超级电容的工作原理,建立了混合动力船舶电力推进系统数字仿真系统,研究船舶电力系统复杂工况下运行的可靠性。通过比较有限状态机控制策略(SMCS)和等效燃料消耗最小控制策略(ECMS),对混合动力船舶电力推进系统进行控制,结果表明:ECMS控制策略耗能最少,总效率最高,有效提高了船舶运行的经济性。     

基于Labview可视化编程的船舶导航系统研究

计算机技术和控制技术不断发展,基于Labview可视化编程的控制语言逐渐在各种工业领域中得到应用。船舶自主导航系统为船舶航行提供关键的地理位置信息、航道信息等关键信息,其自动化控制水平对船舶具有重要意义。本文针对传统船舶导航系统自动化程度低、精确度差等问题,设计基于Labview可视化编程的船舶导航系统。     

船舶电力系统短路电流计算方法适用性研究

短路电流计算是减小船舶电力系统短路故障危害的基础,但各种计算方法在同一系统的不同工况下的计算误差有所不同。为了明确不同工况下各种计算方法的适用性,减小短路计算的误差,以中压交流电力推进船舶为研究对象,分别采用GJB-173、GJB-173改进、IEC61363三种算法对短路电流值进行了计算。基于Simulink仿真软件编制了该船舶电力系统的数值仿真程序,并将短路计算结果与数值仿真结果进行了对比。通过对三种典型方法在不同运行方式下的计算结果进行的分析,给出了船舶电力系统在不同的运行方式下相适应的短路电流计算方法。     

一种船用变频恒压供水装置

运用先进的自动化控制技术,符合船舶智能化和绿色船舶的概念。文章介绍了变频恒压供水装置的组成和用途,对设备工作原理和关键组件的作用进行了说明,通过对比传统水柜式供水系统,突显了该装置的节能效果。     

基于逆变电源组网的船舶电力系统短路电流计算方法适用性研究

船舶电力系统的短路电流计算是系统保护设计和整定的依据。常用的船舶电力系统短路电流计算方法由于采取各种近似和等效方法对结果造成了一定误差,在基于逆变电源组网的船舶电力系统中,由于逆变电源相对于传统发电机输出短路电流数量级的减小,这种近似算法的相对误差被放大不宜忽略。本文首先分析了采用电力电子技术的逆变电源的短路特性,然后搭建了基于逆变电源组网的船舶电力系统仿真模型,基于此对常用标准中等效平均电动机短路电流计算方法的误差进行分析,并提出了相应的修正建议。     

基于DSP技术的航行自动化控制系统

针对船舶海上航行受到航行环境和船舶运行情况的影响,加大了船舶航行方向和航行速度的控制误差,为了提高船舶航行的自动化控制精度,提出了基于DSP技术的航行自动化控制系统设计。在硬件设计方面,利用DSP技术设计了复位电路和外围接口电路,对船舶航行自动化控制电路进行了设计,根据船舶航行自动化控制器的工作原理,完成船舶航行自动化控制器的设计,利用船舶航行自动化控制的误差函数,在函数下降方向上,自适应调整自动化控制的权值和阈值,建立了船舶航行自动控制网络模型,结合船舶航行的自动化控制流程,完成系统软件设计,实现船舶航行的自动化控制。实验结果表明,基于DSP技术的航行自动化控制系统不仅可以缩小船舶航行方向的控制误差,还可以缩小速度的控制误差,从而提高了船舶航行的控制精度。     

神经网络技术在汽轮机智能控制中的应用

世界船运业的不断发展使得船舶各种电气设备的能源和动力需求日益提高,汽轮机作为船舶主要的动力来源,也承担了越来越多的能源供给任务。而汽轮机控制技术也发生了许多新的变化,从传统的现场人力控制,渐渐发展成了计算机自动化控制。本文结合神经网络技术和PID控制技术,实现船舶汽轮机的智能化控制,此系统能够大大提高控制的水平和精度,对汽轮机的工况能够做到实时监控,很大程度上降低了故障的发生率,增强了系统的抗干扰能力,具有广阔的市场应用前景。     

基于云计算技术的船舶航向智能控制技术研究

船舶航行的环境十分复杂,环境信息具有比较强的动态性,导致船舶航向变化的频率相当高,当前船舶航向控制技术存在控制精度低、控制速度慢等问题,无法适应船舶高速航行的要求,为了提高船舶航向控制的准确性,改善船舶航向控制效率,设计了基于云计算技术的船舶航向智能控制技术。首先分析当前国内外船舶航向控制技术的研究进展,找到引起船舶航向控制不足的因素,然后建立船舶航向控制的数学模型,并采用改进卡尔曼滤波算法对船舶航向进行估计,从而实现船舶航向智能控制,最后采用云计算技术搭建船舶航向智能控制平台,并进行了船舶航向智能控制仿真实验,结果表明,本文技术可以对船舶航向进行高精度跟踪与控制,船舶航向智能控制误差小于当前其它船舶航向控制技术,且船舶航向智能控制速度更高,具有十分广泛的应用范围。     

基于机器学习的风暴中船体减摇自动化控制方法研究

针对传统模糊控制方法修正误差大、航行过程中出现风暴现象船舶的晃动程度较高的现象,提出并设计了一种基于机器学习的船体减摇自动化控制方法。结合数学模型对船舶减摇过程中所受的偏移力矩进行分析后,确定船体姿态参量的自整定性处理系数,采用机器学习方法对自动化控制算法进行优化,实现船体姿态参量的误差补偿,完成对风暴环境中船舶的自动化减摇控制。仿真实验结果表明,采用基于机器学习的自动化控制方法能够有效增强船体减摇过程中的误差修正能力,鲁棒性极强。     

等效法和节点电压法在船舶电力系统稳态数学模型建立中的应用

伴随船舶电力系统容量的不断提高,网络结构复杂性愈加明显,所以船舶中压交流系统的广泛应用重要性逐渐突显出来。长期以来,传统船舶交流电力系统所采用的短路电流计算方法对很多内容忽略,所以很难满足具体要求,特别是环型与网型供电网络的存在,使得短路电流计算方法不得不改进与创新。在构建船舶电力系统稳态数学模型的过程中,将等效法与节点电压方法应用于其中,不仅可以全面优化模型功能与作用,同样可以进一步改进船舶电力系统的性能,为船舶海上航行提供必要保障。     

船舶直线航行控制方案研究

随着船舶向着高速化、大型化和自动化方向发展,世界航运业进一步繁荣,同时也造成了海上交通密集和拥堵现象。为了提高船舶的航行安全,降低船舶操纵人员的劳动强度以及减少油耗,必须对船舶的航向和航迹进行精确控制。本文基于滑模控制理论和自抗扰控制技术,设计一种非线性船舶航向控制器,并研究船舶直线航行的控制方案。     

基于混合蛙跳算法的船舶电力系统励磁控制

随着船舶日益大型化和复杂化,电力系统控制日趋复杂,对船舶电力系统的稳定性和自动化有了更高的要求。本文以船舶发电机为控制对象,首先利用simulink对船舶发电机励磁控制系统进行建模,然后利用混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、权重改进蛙跳算法(weight improved shuffled frog leaping algorithm,WISFLA)和粒子群算法(PSO),分别设计出自动电压调节器(AVR)并通过比较得到最优控制器,最后应用最优励磁控制器对系统进行负载及电力系统故障仿真试验,从而证明改进混合蛙跳算法应用在励磁控制上有很好的效果。     

船舶电力推进系统高压整流控制技术研究

电力控制技术已经与微电子控制技术深度结合在一起,通过各种先进的整流控制技术,船舶电力控制系统已经发展到非常先进的程度。尤其是针对高电压电力系统开发的PWM整流控制技术,正发挥着非常突出的作用。本文基于PWM整流控制技术特有的低谐波、低容量储能和稳定的直流电压控制等特点,建立船舶高电压电力系统的拓扑模型和控制算法,重点研究船舶电力系统中三相PWM整流器的设计。最后,通过Matlab软件对此整流控制器的波形输出和谐波抑制能力进行仿真研究。     

一种嵌入式电机控制系统

随着电子信息技术、自动化技术的发展,船舶电力推动技术的推进动力、机动性能、自动化程度也越加得到改善和加强,船舶推进是未来整个动力系统的重要组成部分。本文重点研究船舶动力推进系统中的永磁同步电机控制技术,首先分析永磁同步电机(PMSM)的数学原理,建立数学模型,并改进现有的永磁同步电机矢量控制技术,提出基于模糊矢量的控制方式。最后设计基于DSP的永磁同步电机的嵌入式系统,并利用实际数据进行了测试验证。     

数字PWM技术在舰船中频电源自动控制系统的应用

舰船电力系统的供电质量具有重要意义,它决定了舰载自动化设备比如导航设备、通信设备、武器系统的工作质量,目前,300 k VA级大容量、中频电力系统已经成为军事舰艇装机量最大的电力系统类型,为舰船提供安全、可靠的电力能源。相对于传统的模拟控制技术,基于高性能逆变器的数字控制技术在舰船电力系统控制上具有灵活性高、自动化程度高等优点,成为一种发展趋势。本文系统介绍了数字PWM逆变器技术的原理和数学模型,同时结合传统的电力系统模拟控制技术,研究了一种舰船中频电源的自动控制系统,该系统具有电力控制精度高、操作简便、自适应能力强等优点,具有潜在的应用价值。