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考虑负荷时变特性的船舶电力系统动态重构优化策略
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作者 吴其桓 朱志宇 +2 位作者 郝伟汉 杨登昊 徐程 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期241-248,共8页
[目的]为保证故障工况下船舶电力系统的安全稳定运行,提出一种考虑负荷时变特性的电力系统动态重构优化方法。[方法]首先,计及船舶电力系统拓扑结构、发电容量限制、线路电流、节点电压等约束条件,提出以加权切负荷和电压偏差最小为优... [目的]为保证故障工况下船舶电力系统的安全稳定运行,提出一种考虑负荷时变特性的电力系统动态重构优化方法。[方法]首先,计及船舶电力系统拓扑结构、发电容量限制、线路电流、节点电压等约束条件,提出以加权切负荷和电压偏差最小为优化目标的船舶电力系统动态重构优化策略;然后,采用改进惯性粒子群算法求解优化模型;最后,通过典型船舶电力系统算例来验证所提方法的有效性。[结果]仿真结果表明,相较于静态重构方法,动态重构方法可以降低9.94%的系统电压偏差,从而显著提升了网络供电质量。[结论]研究成果可为船舶电力系统的可靠性设计提供参考。 展开更多
关键词 船舶电力系统 负荷时变特性 动态重构 故障恢复 电力负荷管理 电力系统 粒子群算法
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基于IGA优化BPNN的船舶电力系统故障诊断
2
作者 刘行 施伟锋 +1 位作者 谢嘉令 宋铁维 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1634-1642,共9页
针对船舶电力系统的故障电流信号具有非平稳、非周期性的特点,在反向传播(back propagation, BP)神经网络的基础上,提出一种基于免疫遗传算法(immune genetic algorithm,IGA)优化BP神经网络的船舶电力系统故障诊断方法。首先,利用小波... 针对船舶电力系统的故障电流信号具有非平稳、非周期性的特点,在反向传播(back propagation, BP)神经网络的基础上,提出一种基于免疫遗传算法(immune genetic algorithm,IGA)优化BP神经网络的船舶电力系统故障诊断方法。首先,利用小波包分解(wavelet packet decomposition, WPD)提取故障电流信号的特征向量,所得特征向量维度的降低减少了BP神经网络的输入节点数,缩小了网络规模。然后,针对BP算法收敛速度慢且容易陷入局部极小值的问题,引入IGA对BP神经网络的权值和阈值进行优化。船舶电力系统仿真和算例测试验证的结果表明,相比遗传算法(genetic algorithm, GA),IGA的误差收敛迭代次数减少了56%,优化后的BP神经网络对船舶电力系统故障的诊断正确率达到95.68%,具有较高的诊断精度。 展开更多
关键词 船舶电力系统 小波包分解 免疫遗传 BP神经网络 故障诊断
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全电力推进船舶电力系统的数字仿真 被引量:32
3
作者 王淼 戴剑锋 +3 位作者 周双喜 鲁宗相 陈寿孙 韩朝珍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期62-67,共6页
随着新技术、新设备的广泛应用,由于全电力推进的船舶电力系统与陆地电力系统的差别,需要对全电力推进的船舶电力系统进行建模与数字仿真。本文研究了采用全电力推进的船舶电力系统的数学模型,并利用Matlab初步实现了该系统的数字仿真... 随着新技术、新设备的广泛应用,由于全电力推进的船舶电力系统与陆地电力系统的差别,需要对全电力推进的船舶电力系统进行建模与数字仿真。本文研究了采用全电力推进的船舶电力系统的数学模型,并利用Matlab初步实现了该系统的数字仿真。仿真采用了分层结构和模块化设计,具有进行船舶电力系统的稳态、动态仿真以及交流系统谐波分布计算的功能,算例证明了该仿真模型和方法的正确性。 展开更多
关键词 电力推进 船舶电力系统 数字仿真 直接转矩控制 谐波分布
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改进粒子群算法在船舶电力系统网络重构中的应用 被引量:33
4
作者 陈雁 孙海顺 +2 位作者 文劲宇 程时杰 黄靖 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期29-34,39,共7页
船舶电力系统网络重构本质上是带约束的多目标组合优化问题。针对船舶电网重构问题的特点,建立了船舶电力网络的无向图模型;在此基础上,进一步建立了以负荷恢复量、开关操作次数和发电机效率均衡性为优化目标的船舶电力系统多目标重构模... 船舶电力系统网络重构本质上是带约束的多目标组合优化问题。针对船舶电网重构问题的特点,建立了船舶电力网络的无向图模型;在此基础上,进一步建立了以负荷恢复量、开关操作次数和发电机效率均衡性为优化目标的船舶电力系统多目标重构模型;提出了一种结合"背包策略"和模拟退火算子的改进粒子群算法进行求解。其中"背包策略"可以明显提高粒子群算法的搜索起点和加快收敛速度;模拟退火算子能够很好地提高粒子群算法的局部搜索能力和克服粒子群算法易于陷入局部最优解的缺点。测试算例结果表明,利用所提方法能够获得更好、更完备的船舶电力系统重构方案,算法具有较好的优化性能。 展开更多
关键词 网络重构 船舶电力系统 粒子群算法 无向图
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基于以太网的船舶电力系统动态电能质量监测与故障诊断系统设计 被引量:37
5
作者 胡红钱 施伟锋 +1 位作者 兰莹 卓金宝 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期120-126,共7页
[目的]现代船舶电力系统的信息化、自动化、智能化和安全运行的要求越来越高,传统的基于现场总线的船舶电力信息交换系统已经无法满足要求。[方法]通过Modbus/TCP工业以太网弥补现场总线的不足,并在此基础上联合船舶电力系统现场总线采... [目的]现代船舶电力系统的信息化、自动化、智能化和安全运行的要求越来越高,传统的基于现场总线的船舶电力信息交换系统已经无法满足要求。[方法]通过Modbus/TCP工业以太网弥补现场总线的不足,并在此基础上联合船舶电力系统现场总线采集的固有数据和在线测量装置采集的实时数据建立数据中心,结合相关性理论和神经网络智能算法进行大数据分析,[结果]完成船舶电力系统动态电能质量监测与故障诊断,并用LabVIEW实现人机界面设计。[结论]通过实验室平台验证了该方案软、硬件实现的可行性。 展开更多
关键词 船舶电力系统 大数据 相关性 故障诊断 LABVIEW
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基于快速非支配排序遗传算法的船舶电力系统多目标故障重构 被引量:10
6
作者 王家林 夏立 +1 位作者 吴正国 杨宣访 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期58-64,共7页
为避免已有船舶电力系统故障重构方法中将多目标优化问题通过加权转化为单目标优化问题进行求解而产生的问题,以失电负荷最少、开关操作代价最小为目标函数,利用带精英策略的快速非支配排序遗传算法实现故障重构多目标、多约束问题求解... 为避免已有船舶电力系统故障重构方法中将多目标优化问题通过加权转化为单目标优化问题进行求解而产生的问题,以失电负荷最少、开关操作代价最小为目标函数,利用带精英策略的快速非支配排序遗传算法实现故障重构多目标、多约束问题求解,该算法求得的Pareto最优解分布均匀,得到的最优重构方案集具有稳定性和多样性。得到故障重构方案集后,对系统运行的安全性、可靠性、高效运行性等指标进行归一化处理,得到综合辅助评价函数作为各故障重构方案辅助评价指标。算例测试结果表明,该方法能避免单目标优化算法对权值的过分依赖等缺点,能够兼顾多个指标,得出的最优故障重构方案更加符合实际。 展开更多
关键词 船舶电力系统 故障重构 多目标优化 精英策略 快速非支配排序遗传算法 综合辅助评价指标
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船舶电力系统相量测量单元多目标优化配置问题 被引量:7
7
作者 王家林 夏立 +1 位作者 吴正国 杨宣访 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1267-1273,共7页
为实现船舶电力系统潮流方程直接可解,同时保证相量测量单元(PMU)配置数目最少和N-1电压相量可解冗余度最高,提出了船舶电力系统PMU多目标优化配置方法。首先根据船舶电力系统不同工况下潮流方程的特点,分析得到PMU配置方案是否满足不... 为实现船舶电力系统潮流方程直接可解,同时保证相量测量单元(PMU)配置数目最少和N-1电压相量可解冗余度最高,提出了船舶电力系统PMU多目标优化配置方法。首先根据船舶电力系统不同工况下潮流方程的特点,分析得到PMU配置方案是否满足不同工况下潮流方程直接可解的判断方法;在此基础上,着重考虑最大运行工况下PMU配置数目最少和N-1电压相量可解冗余度最高的要求,建立了PMU多目标优化配置模型,并采用量子遗传优化算法对模型进行求解。以24节点典型船舶电力系统为例对所提方法进行了说明和验证,结果表明,该方法可实现全局多目标寻优,从而找到准确而完整的Pareto最优前沿。得到的PMU优化配置方案可为船舶电力系统配置PMU提供参考。 展开更多
关键词 船舶电力系统 潮流直接可解 相量测量单元(PMU)配置 量子遗传算法 不同工况 多目标优化
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船舶电力系统的动态过程仿真研究 被引量:8
8
作者 刘雨 郭晨 +1 位作者 孙建波 孙才勤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2791-2795,共5页
提出了一种面向船舶电力系统动态过程的仿真计算方法。以连网柴油发电机组旋转坐标系为参考,建立了一种船舶电力系统数学模型,微分代数方程组求解采用牛顿法与隐式梯形积分法相结合。柴油机调速器依据速度下倾特性控制电网频率和有功功... 提出了一种面向船舶电力系统动态过程的仿真计算方法。以连网柴油发电机组旋转坐标系为参考,建立了一种船舶电力系统数学模型,微分代数方程组求解采用牛顿法与隐式梯形积分法相结合。柴油机调速器依据速度下倾特性控制电网频率和有功功率分配,自动电压调节器引入均压线概念。选用中铁渤海一号船舶电力系统为仿真对象,实现柴油发电机组并联运行的动态过程仿真,仿真结果验证了数学模型和仿真计算方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶电力系统 柴油发电机组 微分代数方程组 牛顿法 并联运行
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船舶电力系统建模 被引量:24
9
作者 施伟锋 陈子顺 《中国航海》 CSCD 北大核心 2004年第3期64-69,共6页
分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段,但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发,根据柴油发电机组的动态特性,研究了船舶电力系统模型的结构和原理,建立了船舶电力系... 分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段,但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发,根据柴油发电机组的动态特性,研究了船舶电力系统模型的结构和原理,建立了船舶电力系统模型,该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程,对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。 展开更多
关键词 船舶电力系统 大型集装箱船 滑油泵 仿真 柴油发电机组 建模 选取 三相 接地故障 起动过程
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船舶电力系统模拟训练评估算法 被引量:10
10
作者 侯玉 夏立 张朝亮 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期103-107,共5页
针对船舶电力模拟训练评估系统的设计与实现问题,分析了构建指标体系的方法。依据设计原则,设计了船舶电力模拟训练的评估指标体系。确定了各评估指标的算法,并根据层次分析法构建权重集,然后运用模糊评判理论建立了综合评估模型。选取... 针对船舶电力模拟训练评估系统的设计与实现问题,分析了构建指标体系的方法。依据设计原则,设计了船舶电力模拟训练的评估指标体系。确定了各评估指标的算法,并根据层次分析法构建权重集,然后运用模糊评判理论建立了综合评估模型。选取某船电力系统模拟训练考核的实例,进行了考核和综合评估,结果表明:该方法科学,可操作性强。 展开更多
关键词 船舶电力系统 模拟训练 模糊综合评价 层次分析法
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电力推进船舶电力系统多功能故障监视报警装置研发 被引量:6
11
作者 施伟锋 包艳 +2 位作者 周左晗 张威 李伟翔 《电测与仪表》 北大核心 2015年第6期82-88,共7页
针对电力推进船舶电力系统,研发了以现场总线与工控以太网技术为基础,以电力参数测量仪表、电能质量监测仪表、模拟量指针式仪表、PLC、触摸屏和工控机为核心的多功能故障监视报警装置与系统。装置的硬件实现,运用了基于Modbus现场总线... 针对电力推进船舶电力系统,研发了以现场总线与工控以太网技术为基础,以电力参数测量仪表、电能质量监测仪表、模拟量指针式仪表、PLC、触摸屏和工控机为核心的多功能故障监视报警装置与系统。装置的硬件实现,运用了基于Modbus现场总线的集中监视系统结构设计技术与设备配置方法;软件实现,运用了故障报警逻辑判别、集中监视人机界面设计、故障信息处理和设备之间的报文传输技术。对发电、传输和推进负荷的多个装置组成监视系统,在船舶电力系统实验室的应用表明其监视与报警功能满足要求、提高了电力系统的安全可靠性。 展开更多
关键词 船舶电力系统 故障监视报警装置 监视与故障报警系统 可靠性 现场总线
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大型轮机模拟器中船舶电力系统的建模与仿真 被引量:9
12
作者 孙才勤 郭晨 史成军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3251-3254,共4页
结合开发研制大型集装箱船舶轮机模拟器,建立了船舶电力系统的数学模型,包括发电机组模型、电压自动控制模型、负载模型和电站管理系统等模型。采用了数学建模与物理操纵相结合的混合仿真技术,实现了具有良好人机交互界面的船舶电力仿... 结合开发研制大型集装箱船舶轮机模拟器,建立了船舶电力系统的数学模型,包括发电机组模型、电压自动控制模型、负载模型和电站管理系统等模型。采用了数学建模与物理操纵相结合的混合仿真技术,实现了具有良好人机交互界面的船舶电力仿真目标。仿真结果表明,仿真数据和效果与实船情形相同或相似,该系统同时可实现400多个故障模拟功能,并且已在国内外4台大型轮机模拟器上成功运行,取得了令人满意的培训效果。 展开更多
关键词 轮机模拟器 船舶电力系统 建模仿真 培训
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基于现代内点法的船舶电力系统无功优化 被引量:6
13
作者 唐卓贞 沈苏海 薛斌 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第3期36-38,共3页
率先采用现代内点法求解船舶电力系统无功优化。在传统的船舶电力系统无功优化模型等式约束中增加线路传输功率约束,建立了新的船舶电力系统无功优化模型,该模型能有效优化无功。对某船舶电力系统进行了仿真计算,结果验证了方法和所建... 率先采用现代内点法求解船舶电力系统无功优化。在传统的船舶电力系统无功优化模型等式约束中增加线路传输功率约束,建立了新的船舶电力系统无功优化模型,该模型能有效优化无功。对某船舶电力系统进行了仿真计算,结果验证了方法和所建模型的正确性与有效性。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 船舶电力系统 无功优化 现代内点法
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大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法 被引量:5
14
作者 黄靖 张晓锋 叶志浩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期50-55,62,共7页
提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿—拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型。为提高潮流求解的效率,将电网划分多个... 提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿—拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型。为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流。对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题。 展开更多
关键词 船舶电力系统 潮流计算 牛顿法 前推回推法 分布式并行潮流计算
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改进蚁群算法求解船舶电力系统故障重构问题 被引量:14
15
作者 李哲 夏立 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期47-52,共6页
船舶电力系统故障重构是一典型的非线性组合优化问题。文中给出一种改进的蚁群算法来实现故障下的网络重构,将重构问题看成子集类优化选择问题,修改并建立适合解决此类问题的蚁群算法模型。根据船舶电力系统重构特点,设计了一种可变邻... 船舶电力系统故障重构是一典型的非线性组合优化问题。文中给出一种改进的蚁群算法来实现故障下的网络重构,将重构问题看成子集类优化选择问题,修改并建立适合解决此类问题的蚁群算法模型。根据船舶电力系统重构特点,设计了一种可变邻域搜索算子以进一步探索优质解附近可能存在的更优解,针对算法易出现的劣质解元件,设计了两种优化操作以减少劣质解的产生,改善解集合的质量。算例分析表明,改进后的蚁群算法可以有效实现船舶电力系统的故障重构。 展开更多
关键词 船舶电力系统 故障重构 改进蚁群算法 可变邻域搜索算子
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船舶电力系统可靠性评估的自适应模糊Petri网方法 被引量:5
16
作者 邵立周 刘玲艳 吴晓平 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2010年第2期6-10,共5页
针对船舶电力系统可靠性建模难的问题,提出了一种适用于电网结构可靠性估计的自适应模糊Petri网模型。该模型首先给出了模糊神经Petri网定义及其适用于可靠性建模的引发规则,并在此基础上提出一种学习算法。该算法既可以表示和处理模糊... 针对船舶电力系统可靠性建模难的问题,提出了一种适用于电网结构可靠性估计的自适应模糊Petri网模型。该模型首先给出了模糊神经Petri网定义及其适用于可靠性建模的引发规则,并在此基础上提出一种学习算法。该算法既可以表示和处理模糊产生式规则的知识库系统,又具有学习能力。最后,建立了船舶电力系统可靠性评估模型,并通过定性分析和定量计算,验证了该模型和算法的有效性。 展开更多
关键词 船舶电力系统 可靠性 自适应模糊Petri网
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基于改进粒子群算法的船舶电力系统无功优化 被引量:7
17
作者 李彦 董龙龙 +1 位作者 雍建容 邵坤明 《中国航海》 CSCD 北大核心 2014年第4期30-33,39,共5页
为提高电力系统运行的经济性、稳定性和安全性,采用粒子群算法进行船舶电力系统无功优化,并针对粒子群算法在优化过程中的缺点,进行相应的改进。结合重新建立的船舶电力系统无功优化模型,对现已得到广泛应用的环形船舶电力系统进行实例... 为提高电力系统运行的经济性、稳定性和安全性,采用粒子群算法进行船舶电力系统无功优化,并针对粒子群算法在优化过程中的缺点,进行相应的改进。结合重新建立的船舶电力系统无功优化模型,对现已得到广泛应用的环形船舶电力系统进行实例仿真,并与标准的粒子群算法进行优化比较。结果表明,优化后的船舶电力系统的有功网损降低明显,电压分布也更加合理。 展开更多
关键词 船舶工程 船舶电力系统 无功优化 粒子群算法 仿真
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免疫克隆选择算法在船舶电力系统故障恢复中的应用研究 被引量:7
18
作者 王敏 刘维亭 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期19-23,60,共6页
实现船舶电力系统的快速供电恢复是一个复杂的多目标非线性组合优化问题。为了解决船舶电力系统发生故障时供电恢复问题,采用了免疫克隆算法,并对算法的变异算子进行了改进,改进后的变异算子把高频变异和柯西变异有效的结合在一起,兼顾... 实现船舶电力系统的快速供电恢复是一个复杂的多目标非线性组合优化问题。为了解决船舶电力系统发生故障时供电恢复问题,采用了免疫克隆算法,并对算法的变异算子进行了改进,改进后的变异算子把高频变异和柯西变异有效的结合在一起,兼顾全局搜索和局部搜索,吸取了遗传算法并行搜索优点,提高了搜索效率和收敛性。船舶电力系统典型故障恢复算例表明,该算法具有很高的搜索效率和寻优性能,能有效地提高供电恢复的速度及精度,较好地实现船舶电力系统的故障恢复。 展开更多
关键词 船舶电力系统 故障恢复 克隆选择 高频变异
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船舶电力系统短路保护性能综合量化指标模型 被引量:2
19
作者 叶志浩 王刚 +1 位作者 黄靖 方明 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期31-34,共4页
为了定量评价船舶电力系统的保护性能,提出了船舶电力系统保护选择性、快速性、灵敏性、可靠性等评价指标的量化方法,采用隶属度函数对以上四个指标进行归一化后,基于层次分析法对此"四性"指标进行综合,得到了评价船舶电力系... 为了定量评价船舶电力系统的保护性能,提出了船舶电力系统保护选择性、快速性、灵敏性、可靠性等评价指标的量化方法,采用隶属度函数对以上四个指标进行归一化后,基于层次分析法对此"四性"指标进行综合,得到了评价船舶电力系统保护性能的综合量化指标。以典型四机、两电站船舶电力系统为例,分别计算了采用时间电流原则保护、差动保护时该网络保护性能的综合量化指标数据,并进行了比较,得到了差动保护性能更优的结论,与该电力系统实际运行经验吻合,证明了提出的综合量化方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶电力系统 保护 量化指标 层次分析法 综合量化
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船舶电力系统柴油机的小波基预测函数控制 被引量:3
20
作者 王杰 武海博 朱晓东 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期24-27,32,共5页
针对传统预测函数控制所选取的基函数都是全局函数而不能根据对参考轨迹在不同时刻的逼近精度不同进行灵活设置,损害了预测时域的整体优化目标的问题,提出了一种基于小波函数的预测函数控制(PFC)方法,并以Morlet函数作为小波基函数设计... 针对传统预测函数控制所选取的基函数都是全局函数而不能根据对参考轨迹在不同时刻的逼近精度不同进行灵活设置,损害了预测时域的整体优化目标的问题,提出了一种基于小波函数的预测函数控制(PFC)方法,并以Morlet函数作为小波基函数设计了船舶电力系统柴油机调速系统的预测函数控制器。利用小波函数的局部性和多尺度分析特性,对基函数的个数和位置分布可灵活设置。理论分析和仿真都表明,与常规的PFC相比,所设计的小波PFC调速器具有更好的跟踪能力和较强的鲁棒性,能很好地抑制参数变化和外部扰动对系统的影响,有利于提高柴油机调速系统的控制精度,从而保持整个船舶电力系统的安全稳定。 展开更多
关键词 船舶电力系统 调速系统 预测函数控制 小波函数
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