基于小波包-模糊控制的燃料电池混合动力船舶能量控制策略

由于负载波动导致混合动力船舶存在燃料电池电能质量下降及蓄电池使用寿命缩短的问题,因此,针对该问题首先对船舶动力系统进行模拟改装。采用超级电容、磷酸铁锂电池构成复合储能系统,设计基于小波包及模糊控制的能量控制策略,通过搭建动力系统及能量控制策略的Simulink仿真模型对所提控制策略有效性进行验证。仿真结果表明,该控制策略能够有效地优化电池充放电过程,延长电池使用寿命、降低燃料电池输出功率的波动及稳定母线电压提高电能质量。     

多电船舶的能量管理策略仿真研究

文章对氢燃料电池船"Alsterwasser"号进行模拟改装,保持以质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为主能量源,设计了以磷酸铁锂电池和超级电容为核心的复合储能装置,更好地应对多变的负载需求。采用支持向量机进行工况识别,设计低通滤波器进行功率分配,提出2种不同的能量管理策略对复合储能装置的功率输出进行优化控制,并设计仿真实验,对比其优劣。仿真结果表明,模糊控制策略匹配复合储能装置能更好地优化功率分配。     

船舶感应电机矢量控制的优化设计

船舶感应电机中的励磁电感普遍比较小,在高速运行过程中铁损比较大。采用一般矢量进行控制存在低效率轻负载的情况,如果直接忽略感应电机的铁损则会使得感应电机控制不精确。本文首先研究了基于铁损的船舶感应电机的数学模型,给出了矢量控制的补偿方案,并提出了一种基于损耗模型的船舶感应电机能量优化的控制策略。后通过实验测试,结果表明优化后的系统可以解决感应电机磁场定向和电机转矩控制不准确的问题。实验证明所提出的基于能量优化控制策略的节能效果比较好,改进后的系统具有明显优势。     

基于舰艇电力推进系统的永磁同步电机控制策略研究

永磁同步电动机由于其优良的性能成为电力推进舰艇电机的最佳选择,为提高传统永磁同步电动机矢量控制策略中电磁转矩、电流、转速响应性能以适应复杂多变的海上工况,提出了一种具有复合转矩环的永磁同步电动机嵌模糊矢量控制策略,引入前馈复合转矩环提高系统抗负载扰动能力,采用嵌模糊控制取代传统PI速度控制增强系统鲁棒性和自适应性.利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型进行针对不同优化程度的对比实验,验证了该控制策略的可行性和优越性.     

典型工况下的燃料电池船舶复合储能系统设计

针对燃料电池船的电能质量品质不高、蓄电池使用寿命短等问题,设计了由超级电容、磷酸铁锂电池组成的复合储能系统,并提出了基于功率分流式的能量管理策略。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型,并采用自适应粒子群算法调用仿真模型,对复合储能系统的容量配置与能量管理策略的参数进行联合优化。仿真结果表明：优化后的复合储能系统可以满足船舶典型工况需求,并且能够缓冲负载波动对燃料电池与磷酸铁锂电池的冲击,使燃料电池工作在高效率区间,机动工况下船舶能量效率提高了3.17%;磷酸铁锂电池的充放电过程得到优化,能延长其使用寿命;母线电压波动减小,提高了电能质量。     

游艇燃料电池混合动力系统的模糊逻辑控制策略研究

文章针对内河及湖泊小型游艇,采用燃料电池和蓄电池组并联结构作为游艇混合动力系统,设计相应的模糊逻辑控制策略对能量进行管理,运用MATLAB/Simulink软件搭建燃料电池游艇混合动力系统及模糊逻辑控制器的仿真模型。仿真结果表明,混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够实现游艇航行中的能量控制,并且满足节能减排的要求。     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

从经济性角度设计船舶能量管理系统的控制策略;引入储能单元,利用其灵活性强和响应速度快等优点,结合能量管理控制策略,减小负荷波动对电网的影响;建立综合电力系统简化模型验证能量管理控制策略的功能和有效性。仿真结果表明,采用提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内,并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

激光等离子体发射光谱的测试与分析

利用自制装置对激光产生的等离子体发射光谱进行了测试,研究了不同激光能量下的复合谱的一维强度分布,实验结果表明随着激光能量的提高,等离子体发射强度及最大膨胀距离也相应增加.同时研究了激发态Al原子的特征谱线的飞行谱,并计算出激发态Al原子的飞行速度为2×103m/s.     

船载能量网络软件定义架构参数配置优化

常用船载能量网络配置优化方法,所建立的船载能量网络模型,量化船载能量网络软件指标不全面,导致优化后的船载能量网络电机组转速动态响应速度易受到其他因素干扰。针对这一问题,提出船载能量网络软件定义架构参数配置优化方法。根据船载能量网络架构,建立船载能量网络数学模型;基于船载能量网络软件组成,量化船载能量网络软件指标;计算能量网络架构参数配置最优值,设计船载能量网络软件定义架构参数配置优化流程。设计3组方法对比实验,实验结果表明,本文方法优化后的船载能量网络电机组转速动态响应速度,基本不受干扰状态影响。     

基于复合电源的电动船能量管理策略

针对负载波动对纯电动船电池使用寿命和电能质量的影响,提出一种由支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、低通滤波器和阈值规则组成的能量管理策略。建立能量管理策略评价模型,对滤波器的时间常数进行优化。运用支持向量机识别船舶工况,从而选择相应的低通滤波器进行功率分配。对基于该能量管理策略的复合电源和被动式复合电源进行仿真测试,经对比,在该策略控制下的电池电流曲线更平滑,电池使用寿命得到延长,母线电压波动更小,电能质量得到提高。     

基于能量实时协调控制的船舶微电网电源优化配置

论文以风、光、柴、蓄能源混合的独立船舶微电网为研究对象,对分别作为主控制电源的柴油发电机组和蓄电池储能系统提出了两种不同的运行控制模式,并相应设计了两种能量管理调度策略。针对系统的电源优化配置问题,构建了计及系统全寿命周期的设备成本、微电网容量缺失及污染物治理成本为目标函数的三目标优化设计模型。该模型采用非支配性排序遗传算法(NSGA-II)进行求解,对不同电源组合、不同能量控制策略对独立微电网多目标配置优化结果的影响进行研究分析。通过在同一电源配置下采用不同策略和不同蓄电池荷电状态(SOC)上限,对各电源输出功率情况影响的仿真结果分析,验证了优化模型的实用性和科学性。     

海洋平台舱室噪声预报及声学优化设计

基于统计能量法建立海洋平台舱室噪声预报模型,并将实验测试获取的内损耗因子作为参数输入,探索了海洋平台舱室的噪声特性规律,对超标舱室进行主导传递途径和主导分量分析,给出舱室噪声超标的原因,并提出声学优化措施。研究表明,除广播室及医务室外,其他平台舱室噪声均满足限值要求,且广播室及医务室噪声超标主要由局部噪声源引起,敷设高隔音复合岩棉板可有效降低舱室噪声,使平台舱室噪声满足限值要求。     

一种优化的单步进液压插销式升降系统的控制策略

以某海洋施工平台的单步进液压插销式升降系统为对象,描述了升降系统的组成、工作原理及控制策略,针对采用传统控制策略升降速度低的问题,提出一种优化的控制策略;采用优化的控制策略可大大提高工作效率。     

船用钢-聚氨酯复合夹层板的冲击性能分析

钢-聚氨酯复合夹层板作为一种新型复合材料,已成功运用于船舶的修造中。本文利用试验及有限元数值模拟的方法对普通钢板和该复合夹层板的冲击变形及能量吸收进行了对比分析,探讨了钢-聚氨酯复合夹层板的能量吸收机理及抗冲击性能,为该复合夹层板在船舶设计与制造方面的应用提供有益的参考。     

双电源自动切换开关(ATS)在站用电系统中的应用分析

文章首先对双电源自动切换开关的作用进行简要分析,在此基础上对双电源自动切换开关在站用电系统中的应用进行论述。期望通过本文的研究能够促进双电源自动切换开关的推广应用有所帮助。     

舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法

海洋开发和船舶电网电力系统的不断发展,使电力系统调度系统所需要处理的工作数据越来越复杂,整体调度速率已经难以满足船舶电网系统需求。对此设计舰船交直流混合电力系统能量优化调度方法,首先基于MAPReduce计算模型,搭建云平台计算结构,对舰船交直流电力系统数据进行分布式计算和节点通信;基于搭建的云平带计算结构,设计舰船混合电力系统能量优化调度算法,采用十进制资源对应编码,实现电力系统能量优化调度。仿真实验证明,相比较传统电力调度方法,优化后的调度算法交流电调度速率提高27.5%,直流电调度速率提高17.5%,可以明显提高电力系统能量调度速率。     

遥操作机器人系统主从控制策略

近年来主从式机器人系统被广泛应用在医疗、深海等非结构性环境.在现有研究成果的基础上,研究了主从式机器人系统的控制策略.采用增量式位置控制,易于建立主端与从端的工作空间映射,并增加位置反馈提高系统的控制精度;解决了主从运动比例变化的问题;并通过搭建的主从机器人系统对位置控制策略进行验证,结果表明了系统位置控制策略的准确性和实时性.将主从位置误差引入系统的力反馈控制策略,分析系统的稳定性,并通过MATLAB/Simulink对力反馈策略进行仿真及实验验证,仿真与实验结果验证了所建立控制策略的有效性.     

面向海洋传感器供能的船载能量网络参数配置技术

[目的]由于海面传感器的耗能点分散、负荷波动幅度较大且节能降耗的需求迫切,为了优化能量供给模式,提出面向海面传感器的船载能量网络(SEN)。[方法]首先,基于车载能量网络、动态无线充电技术及电动船舶技术,分析SEN模型的可行性;然后,基于海面传感器的特点,建立SEN模型,提出能量传输最大化和能量损失最小化这2个问题,并定义问题模型和约束函数;最后,通过开源模型MaritimeSim选取基础实验数据集。[结果]实验结果表明,通过合理设置参数,SEN能够将海上可再生能量传输至海面传感器节点,从而补充电力网络并增强其电能传输能力。[结论]研究成果可为优化海面传感器的能量供给提供新的设计方法。     

船舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究

本文根据船舶重力式下水的相关特点,对气囊下水阶段的受力状态进行分析;在此基础上,针对气囊的受压变形量和摩擦力进行研究,分别采用截面积等效法和能量法推导气囊工作高度的计算公式,并与实验值进行比较分析;针对气囊下水所需气囊个数进行推导和计算,采用优化方法中的理想点法对气囊的布置方案进行优化分析;以期对船舶与海洋结构物气囊下水方案的确定提供理论参考依据。     

基于有限元分析的复合阻尼覆盖层优化设计

为了使铺设在舰艇上的复合阻尼覆盖层同时具有质量轻、阻尼性能好的综合特性,开展了基于有限元分析的优化设计。根据模态应变能量法原理,利用有限元软件Ansys对该阻尼覆盖层进行计算,并以复合阻尼覆盖层的一阶模态损耗因子的倒数为目标函数,在Ansys优化模块下进行优化设计,得出最佳的粘弹性层厚度、垫高层的厚度以及孔隙率。结果表明,通过优化后的复合阻尼覆盖层的质量轻,总厚度小,模态损耗因子增大,拥有更好综合性能。