大型船舶电力系统自适应保护算法设计

近年来,电力推进技术和船载电子设备发展迅速,对大型船舶的电力系统提出了更高的要求,电力系统的性能和可靠性对船舶的正常运行有重要的意义。由于船舶电力系统网络结构复杂、工作环境恶劣,电力系统很容易发生短路、单相接地等故障,而传统的继电保护已经难以满足现代电力系统的可靠性需求。本文针对大型船舶电力系统的可靠性问题,采用了自适应保护算法和自适应粒子群算法,对船舶电力系统的网络结构进行了优化。     

电动船舶电力系统的谐波抑制

针对电动船舶中电力系统的谐波抑制问题进行研究。首先分析电动船舶电力系统中谐波产生的主要原因及谐波特点;其次,针对船舶推动电力系统中的整流器对谐波产生的影响,采用了三相电压型PWM整流器对其进行改进,抑制电力系统中谐波的产生;由于高次谐波成分并没被滤除干净,因而在供电网侧与PWM整流器之间增加了L型滤波器对剩余谐波进行滤除。最后,利用Simulink仿真器对本文算法进行仿真验证,结果证实算法对谐波滤除的有效性。     

船舶动力定位系统的非线性输出反馈控制

动力系统是保持船舶运行轨迹的最重要设备,设备运转过程中的推进力需要综合考虑海风、海浪及水深的影响。从实际分析可知,船舶运动由推进力引起的低频运动及海风海浪等引起的高频运动具有不可预测性,是一个非线性运动过程。本文对船舶动力系统进行建模,分析海上复杂环境的力学特性,设计自反馈滤波器对海上复杂环境引起的低频非线性运动进行过滤。最后对系统进行仿真,结果表明自反馈滤波器对动力定位系统起到很好的过滤作用。     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。      

基于粒子群优化算法的海上电子工程资源调度设计

传统的海上电子工程资源调度方法在数据安全性极高的情况下,资源调度受到限制,其实用性需要进一步提高。为此,提出粒子群优化算法的海上电子工程资源调度设计。根据用户请求将资源转化为资源池,结合实际资源的各项属性设计资源模型,在资源模型上,将资源看作独立的粒子,初始化粒子群,优化加速因子和学习因子,执行粒子群优化算法,输出结果,即为资源调度结果。实验结果表明:设计的粒子群优化算法的海上电子工程资源调度方法任务并发数高、最大资源利用率高,该方法的实用性得到加强。     

船舶避碰的粒子群-遗传(PSO-GA)的混合优化算法研究

随着海运航线的愈加繁忙,船舶碰撞事故时有发生,为避免船舶发生碰撞,船舶避碰决策研究已成为目前研究的热点.本文在既往研究的基础上,综合考虑船舶避碰的经济性及安全性要求,基于粒子群算法、遗传算法与非线性编程理论,建立了船舶避碰路径规划的优化模型,并通过具体案例进行仿真分析.仿真结果显示,粒子群遗传混合优化算法的收敛速度较快,船舶避碰的优化路径能够同时满足经济性及安全性要求,算法的有效性及运算效率均有了显著提高.     

粒子群算法在船舶电网系统中的应用

介绍粒子群算法的原理,并根据算法中的问题,改进粒子群算法,将自适应粒子群优化算法应用于船舶电网系统中。对自适应粒子群优化算法中的参数进行调整和变异,增强了种群全局寻优的速度和精度。最后将此算法应用于船舶电网系统的无功优化中,并通过对比实验说明本文所采用的算法在稳定系统电压方面效果明显。     

液相合成β-NaLuF4:Yb3+,Er3+胶体颗粒与光学性质研究

在乙醇—水—油酸—油酸钠液相混合体系中,采用水热合成法制备了油溶性β-NaLuF4:Yb3+,Er3+胶体粒子.用X射线粉末衍射技术测定了样品的物相,结果显示,样品为纯六方相.通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察到样品两端为六边形纳米棒状或六棱柱状,平均尺寸为10 nm×10 nm ×40 nm.用980 nm半导体激光二极管为激发光源,测定了样品的室温上转换发射谱.结果表明,样品在543 nm处出现强发射峰,对应辐射为Er3+离子从激发态4S3/2至基态4I15/2的跃迁,并通过机理分析确定发光跃迁为双光子发射.     

船舶动力定位自适应滤波器设计

传统的陷波滤波器虽然能够很好的滤除一阶高频海浪波,但是滤波的同时也使得信号产生了相位滞后,在时域里面的表现就是信号的延时。卡尔曼滤波器虽然能够解决这一问题,但是其非常依赖于船舶模型。本文针对传统陷波滤波器的缺陷,使用了一种积分补偿型陷波滤波器,对传统的陷波滤波器进行改进。并以某拖轮为仿真对象进行仿真实验,其结果表明,该滤波器不但能够很好的滤除高频海浪波,还能够保持很好的相位特性。同时,递推的最小二乘估计(RLS)方法能够实时的估计出海浪的主导波频,使得陷波滤波器具有很好的自适应性。