非线性Backstepping算法在舰船动力定位系统控制的应用

船舶动力定位系统是一种闭环控制系统,通过检测船舶的位置、状态信号,控制船舶推进器产生相应的动力,抵消干扰作用力,使船舶能够相对稳定的定位。本文的研究内容是船舶定位系统的控制算法,通过建立船舶动力定位系统的函数模型,结合Backstepping算法,设计一种新型的船舶动力定位控制系统,通过仿真实验证明了该船舶动力定位控制系统的有效性。     

船舶动力推进装置暂态稳定性控制系统

作为船舶最核心的组成部分,动力推进装置正由单一助力向着混合助力的方向转变,为更好适应这种发展现状,设计船舶动力推进装置的暂态稳定性控制系统。在同步发电机励磁体系中,设置有源动力滤波器与PI控制设备,完成船舶动力推进装置暂态稳定性控制系统的基本应用环境建模。分别从定性指标处理、定量指标处理2个方面着手,分析动力推进装置的具体控制性能,联合相关硬件设备结构,实现船舶动力推进装置暂态稳定性控制系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统电力维稳系统相比,新型控制系统可从多角度对船舶动力推进装置进行稳态调试,能够辅助船舶动力供应环境完成由单一助力向着混合助力方向转变的实际发展需求。     

电动推进混合动力系统的交互分析与集成控制

近年来,交通运输工具的节能减排成为一项热门研究,船舶作为重要的物流运输工具,其节能减排设计相对落后。电力驱动以及混合动力驱动船舶相对于传统船舶,可以有效降低船舶航行过程的燃油消耗和尾气排放,本文重点研究了船舶电动推进混合动力系统的基本原理,针对混合动力系统的FACTS集成控制器进行研究,并结合FACTS集成控制器和DSP控制器等硬件,设计船舶混合动力控制系统,具有重要的实际应用价值     

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。     

抗随机干扰的船舶动力系统混合控制方法

在随机干扰下,船舶航行的动力稳定性控制系统是一个多变量的非线性系统,通过船舶动力系统混合控制优化设计,提高船舶航行动力输出的稳定性。提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力系统混合控制方法。构建船舶动力输出控制的约束参量模型,采用稳态误差修正方法进行船舶动力输出的误差反馈控制,结合模糊PI控制方法进行船舶动力输出的自适应调节,实现船舶动力双环自镇定反演控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶动力系统混合控制和输出稳定性调节,控制过程的稳定性较好,动力输出的鲁棒性较高,抗随机干扰性较强。     

广义预测理论在动力定位系统中的应用

在船舶动力定位系统中,利用预测理论可以对船舶动力进行合理的控制,使船舶在海浪、海风等干扰作用下具有更高的响应速度,保障船舶定位系统的抗干扰水平和精度。本文首先对船舶动力系统的控制原理进行介绍,通过建立船舶的干扰力模型,结合广义预测理论,设计船舶动力定位控制系统。仿真结果表明,该船舶动力定位控制系统具有良好的控制效果。     

DNV GL海事业务首席执行官:混合动力船舶发展速度超预期

<正>"混合动力船舶的设计速度要比三年前的预测快很多,这就是未来船舶的发展方向。混合动力船舶的出现能够最大程度地节省燃料,适合船舶高负载的变化。混合动力船舶的设计使得主引擎稳定运行,从而可以节省15%~30%的燃料。与传统发动机不同的是,混合动力船舶引擎噪音、震动小,扭矩、功率大。目前,全球共有(包括在建)33艘混合动力船舶在运行。与此同     

基于模型预测控制的船舶动力定位约束控制

研究了模型预测控制在船舶动力定位系统约束控制中的应用,建立了3自由度动力定位船舶的数学模型,提出了船舶动力定位系统设计中应考虑的各种约束.针对某供应船,根据模型预测控制理论进行了动力定位控制器设计,使约束的处理问题贯穿于控制系统设计的始终.仿真试验验证了模型预测控制算法应用于船舶动力定位约束控制的有效性.     

多传感信息融合的船舶动力定位控制系统设计与仿真

为提高动力定位测量装置的准确性和精度,本文基于多传感信息融合技术进行船舶动力定位控制系统设计与仿真研究。在地球中心固定坐标系与北东地坐标系中,建立船舶动力定位系统传感测量模型,利用半实物仿真系统的试验数据,对建立的多传感信息船舶动力控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,上述动力定位系统模型和控制系统结构能够满足船舶半实物仿真实验系统的电罗经测量数据的融合要求,且本文设计的船舶多传感信息融合方法的融合性能优于测量数据滤波后加权融合。本文研究结果可为船舶动力定位控制系统的设计与仿真提供理论指导和试验依据。     

混合动力船舶发电系统的设计与研究

新能源技术在现代船舶工业中发挥着越来越重的作用。本文对太阳能混合动力船舶发电系统进行研究,给出一种光伏并网混合动力船舶发电系统的设计方案,实现了绿色船舶。本文首先对船舶电力系统的相关知识进行介绍,其次介绍太阳能光伏技术,最后给出根据实际船舶参数设计的光伏并网混合动力船舶发电系统方案。     

鲁棒极点约束的船舶减摇控制研究

针对存在随机海浪干扰、未建模动态和模型参数不确定性的船舶,兼顾控制器输出约束,提出采用LMI(Linear Matrix Inequality)区域进行闭环极点配置,考虑混合灵敏度S/R/T问题,设计了具有鲁棒极点约束的船舶减摇鳍H∞控制系统,对混合灵敏度S/R/T问题、权函数的选择等问题进行了研究,通过仿真验证了这一设计的可行性,所设计的船舶减摇鳍系统不但具有抗干扰性能,而且具有鲁棒稳定性.     

基于AHP-云模型的混动船舶动力系统综合评估

日益严格的国际法规要求船舶运营需要良好的经济性、绝对的可靠性和满足要求的排放性。传统动力燃油船舶很难满足日益严格的国际海事法规要求,迫切需要改造或升级;混合动力船舶因具有优越的经济性、良好的可靠性及低排放性能够满足相关要求。针对混合动力船舶的技术参数,运用隶属云理论和AHP构建数学综合评估模型,对混合动力船舶动力系统的各种性能指标进行综合分析评判,比较得出最佳方案,为混合动力船舶动力装置的设计提供理论依据。     

基于ARM的混合动力船舶的能量管理系统研究

当前船舶柴油发电系统给海洋环境造成了巨大危害,发展新型船舶动力系统迫在眉睫。我国的光伏发电技术已经发展的较为成熟,使用光伏发电系统和柴油发电系统的混合动力船舶是未来的发展趋势,能够有效解决太阳能发电动力续航不够的问题。本文提出一种基于ARM的混合动力船舶能量管理系统,能够实现船舶在不同状况下的能量切换,提升电力使用效率,保证船舶航行的动力供应。本文设计的系统具有低功耗和稳定性好的优点,有效降低了船舶对于大气的污染,具有很大的推广价值。     

基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究

现有船舶动力推进装置普遍采用调距桨作为动力推进发生装置,在动力发生过程中需要对应的动力电机控制参数控制,才能使调距桨产生最大的推进力。但是,现有的推进控制系统在对动力电机控制上无法匹配对应参数。导致推进控制力降低,电机供电转数失常,影响船舶的动力输送。因此提出基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究。通过创建基于单片机的动力控制硬件,对传统控制硬件进行更新;再通过引入自适应推进算法,实现动力电机参数的自动调整控制效果。最后,通过对比实验证明提出设计系统的可行性。     

高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统

现有舰船上采用的操舵控制系统主要针对单闭环驱动,在双闭环驱动船舶上,经常出现转速驱动反馈动力反馈不足的问题。极大地影响船舶整体控制性。为此,提出高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统。通过创建高精度操舵建模分析单元,对船舶双闭合驱动的多项数据进行综合采集与模型数据分析,完成硬件创建工作。在硬件平台基础上,添加双闭环频域控制算法,对双闭环驱动反馈数据的频域量进行调整计算,完成软件算法引入计算。实验证明,提出的高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统,具有动力数据处理响应速度快、稳定好、鲁棒性强等特点,充分证明了设计的可应用性。     

基于非线性自适应控制器的船舶动力定位系统设计

船舶的动力定位是指借助分布于船体四周的推进器和船舶动力控制系统,产生一定方向和大小的推进作用力,抵消来自海风、海浪等作用力和作用力矩,使船舶不需要借助锚链等固定设备就可以在海上保持稳定的定位。船舶动力定位具有精度高、稳定性强、灵活性强等优点,目前在深海探测、深海资源开发等领域获得了广泛的应用。动力定位系统的核心是动力控制系统,该控制系统是个典型的非线性系统,本文设计了一种基于非线性模糊自适应控制器的船舶动力定位系统,建立了船舶动力定位系统的模型,并分析了该动力定位系统的运行原理。     

基于AHP-云模型的混动船舶动力系统综合评估

日益严格的国际法规要求船舶运营需要良好的经济性、绝对的可靠性和满足要求的排放性.传统动力燃油船舶很难满足日益严格的国际海事法规要求,迫切需要改造或升级;混合动力船舶因具有优越的经济性、良好的可靠性及低排放性能够满足相关要求.针对混合动力船舶的技术参数,运用隶属云理论和AHP构建数学综合评估模型,对混合动力船舶动力系统的各种性能指标进行综合分析评判,比较得出最佳方案,为混合动力船舶动力装置的设计提供理论依据.     

滑模控制船舶动力定位控制系统研究

为了提高动力定位船舶或作业平台在复杂海况条件下的定位精度,对动力定位船舶的控制器进行设计研究,通过建立简化的船舶三自由度数学模型,采用滑模变结构控制方法进行控制器的设计,并基于李雅普诺夫函数进行稳定性分析,通过软件进行仿真验证,仿真结果表明,在存在外界环境干扰的条件下,所设计的滑模控制器能够较好的保持系统的稳定性和鲁棒性,控制性能良好,对进一步研究动力定位船舶的控制系统有一定的参考意义。     

PMSM无速度传感器技术在船舶推进控制系统中的应用

船舶推进控制系统具有监测船舶电机运行状态、转子信息等作用,对船舶动力推进系统有重要的意义。传统的船舶推进控制系统采用机械式传感器采集电机信息,存在误差大、时效性低和不稳定等问题,本文基于新型PMSM无速度传感器技术,设计一种先进的船舶推进电机矢量控制系统。仿真实验表明,基于无速度传感器的电机矢量控制精度高、性能稳定,具有重要的理论和实际意义。     

混合动力电动船舶模糊逻辑控制策略

混合动力电动船舶对于纯电动船舶具有较好的续航能力,适用于航线较长且具有随机性的船舶工况,同时对于工程作业船舶工况其可以降低柴油发电机为动力的工程作业船舶柴油机功率,减少燃油消耗与排放。本文分析了上述两种不同船舶工况特点,并针对该工况采用串联式混合动力结构作为船舶动力系统结构并根据工况需求设计了相应的模糊逻辑控制策略。运用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,所设计串联式混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够在上述两种船舶工况下实现控制要求。