混合动力船舶的能量管理与控制策略 被引量：26

1

作者 高迪驹 沈爱弟 +1 位作者 褚建新 黄细霞 《上海海事大学学报》 北大核心 2015年第1期70-74,共5页

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务,设计混合动力船舶电力推进系统的架构,研究一套基于规则的混合动力船舶能量管理策略,提出AC/DC与双向DC/DC变换器的协同控制方法.该能量管理... 考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务,设计混合动力船舶电力推进系统的架构,研究一套基于规则的混合动力船舶能量管理策略,提出AC/DC与双向DC/DC变换器的协同控制方法.该能量管理策略成功应用于混合动力船舶.能效数据分析证实,该混合动力船舶具有排放少、能耗低、噪声污染少的优点,具有很好的实际应用与推广价值. 展开更多

关键词 混合动力船舶 能量管理 电力推进系统

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基于模型预测控制的混合动力船舶能量控制策略 被引量：9

2

作者 高迪驹 张伟 +1 位作者 王旭阳 潘海邦 《上海海事大学学报》 北大核心 2018年第2期60-65,共6页

为提高混合动力船舶的燃油经济性,选取马尔科夫模型对混合动力船舶需求功率进行预测。运用动态规划的方法以总油耗量最小为目标进行柴油发电机组和动力电池组功率分配优化,并将油耗量与基于模糊逻辑控制策略的油耗量作对比。仿真表明,... 为提高混合动力船舶的燃油经济性,选取马尔科夫模型对混合动力船舶需求功率进行预测。运用动态规划的方法以总油耗量最小为目标进行柴油发电机组和动力电池组功率分配优化,并将油耗量与基于模糊逻辑控制策略的油耗量作对比。仿真表明,采用所提出的控制策略时混合动力船舶的燃油经济性得到明显提高,说明基于马尔科夫模型的预测控制在混合动力船舶能量分配上是可行的,且具有良好的实用性。 展开更多

关键词 混合动力船舶 模型预测控制 能量分配 动态规划

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基于磁强计的消磁电流控制仪研制 被引量：3

3

作者 常宝林 渐开旺 张松勇 《上海海事大学学报》 北大核心 2012年第2期22-25,共4页

为提高舰船的磁性防护性能,针对舰船航行过程中,磁强计会接收到多种不同性质的干扰磁场,严重影响消磁电流控制信号准确性的问题,设计基于磁强计的消磁电流控制仪.通过对在舰船4个主航向上实时检测到的磁场值进行分析和相应运算,可得到... 为提高舰船的磁性防护性能,针对舰船航行过程中,磁强计会接收到多种不同性质的干扰磁场,严重影响消磁电流控制信号准确性的问题,设计基于磁强计的消磁电流控制仪.通过对在舰船4个主航向上实时检测到的磁场值进行分析和相应运算,可得到地磁场各分量值和各干扰磁场的分量值,从而排除干扰磁场对消磁电流控制信号的影响.实际应用表明,仪器能跟踪检测连续变化的磁场,准确控制消磁电流,达到良好的消磁效果. 展开更多

关键词 消磁 抗干扰 磁强计 数据解算

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船舶混合动力系统双向DC/DC变换器模糊PID控制 被引量：4

4

作者 魏岩 沈爱弟 高迪驹 《上海海事大学学报》 北大核心 2016年第2期72-76,共5页

为提高船舶混合动力系统中双向DC/DC变换器的性能,通过分析混合动力系统工作模式,设计出船舶混合动力系统双向DC/DC变换器仿真模型.基于此,提出该变换器模糊PID控制方法.采用单个模糊PID补偿环节实现了Bi Buck/Boost DC/DC变换器的稳定... 为提高船舶混合动力系统中双向DC/DC变换器的性能,通过分析混合动力系统工作模式,设计出船舶混合动力系统双向DC/DC变换器仿真模型.基于此,提出该变换器模糊PID控制方法.采用单个模糊PID补偿环节实现了Bi Buck/Boost DC/DC变换器的稳定输出.仿真结果表明:模糊PID控制能有效提高系统抗干扰能力,保证双向DC/DC变换器具有良好的动态性能和稳态性能. 展开更多

关键词 混合动力船舶 双向DC/DC 模糊PID

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串联型混合动力船舶能量控制策略研究 被引量：4

5

作者 李洪跃 朱瑾 《机电设备》 2015年第1期21-25,共5页

如何分配混合动力电动船舶中柴油发电机组与燃料电池之间的能量,对提高船舶经济性和减少能耗至关重要。为了解决这个问题,提出用动态规划方法优化两种动力源的输出功率。首先建立船舶组件的数学模型。然后,基于贝尔曼最优化原理,以最小... 如何分配混合动力电动船舶中柴油发电机组与燃料电池之间的能量,对提高船舶经济性和减少能耗至关重要。为了解决这个问题,提出用动态规划方法优化两种动力源的输出功率。首先建立船舶组件的数学模型。然后,基于贝尔曼最优化原理,以最小燃油消耗为目标函数得到柴油发电机组的最优控制序列。仿真结果表明,与开关式控制策略相比,动态规划算法可以合理分配输出功率,使电池SOC保持稳定,有效降低船舶的耗油量。 展开更多

关键词 混合动力电动船舶 能量控制 荷电状态 动态规划

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基于随机速度伺服控制的车门耐久试验研究

6

作者 周贤文 张德俊 顾伟 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第7期920-926,952,共8页

为使车门开关可靠性耐久试验结果更接近真实使用状态,文章提出了一种基于随机速度的车门可靠性耐久试验方法。以伺服电缸为动力源搭建车门耐久位置速度复合伺服控制试验系统,设计位移和速度给定信号发生器,利用二阶自抗扰控制器进行位... 为使车门开关可靠性耐久试验结果更接近真实使用状态,文章提出了一种基于随机速度的车门可靠性耐久试验方法。以伺服电缸为动力源搭建车门耐久位置速度复合伺服控制试验系统,设计位移和速度给定信号发生器,利用二阶自抗扰控制器进行位置控制,采用改进的粒子群算法(improved particle swarm optimization,IPSO)整定控制器参数。仿真验证实验结果表明,该系统响应速度快、鲁棒性好、可实现速度与位置同时控制。采用随机速度方法进行试验得出各测量点车门间隙面差数据,并与定值速度试验方法的结果对比,测得随机速度试验方法车门间隙面差变化略大,且随着次数增加变化量更为明显。该文同时对后续研究工作提出了相关思路。 展开更多

关键词 耐久试验 随机速度 自抗扰控制器 改进的粒子群算法(IPSO) 间隙面差

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基于航速保持的舵减摇控制方法 被引量：8

7

作者 刘志全 金鸿章 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期128-133,共6页

船舶航行受阻力影响引起航速和能量损耗。研究船舶在静水和波浪中的附加阻力,给出船舶航行时的总体航速损失的计算方法。设计带有航速损失约束的自动舵控制系统,依据舵角协同控制方法设计航向和舵减摇滑模控制规律。综合讨论"航向&... 船舶航行受阻力影响引起航速和能量损耗。研究船舶在静水和波浪中的附加阻力,给出船舶航行时的总体航速损失的计算方法。设计带有航速损失约束的自动舵控制系统,依据舵角协同控制方法设计航向和舵减摇滑模控制规律。综合讨论"航向"与"航向+减摇"两种工作情况,包括横摇稳定、航向精度、航速保持、操舵能量消耗。仿真结果表明:该方法可以有效保持航速;从航行经济性的角度,对于同时安装有减摇鳍和自动舵的船舶,不推荐采用舵鳍联合减摇的控制方法。 展开更多

关键词 船舶 运动控制 舵减摇 自动舵 附加阻力 航速损失 滑模控制

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基于磁钉技术的集装箱码头AGV定位精度分析 被引量：21

8

作者 李凤娥 牛王强 《上海海事大学学报》 北大核心 2016年第1期38-41,59,共5页

为解决自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)的定位精度问题,以国内某在建的自动化集装箱码头为工程背景,研究与基于磁钉技术的AGV定位误差相关的因素.通过给出AGV惯性导航系统的运动方程和误差方程,按照工程实况,在忽略陀螺仪影... 为解决自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)的定位精度问题,以国内某在建的自动化集装箱码头为工程背景,研究与基于磁钉技术的AGV定位误差相关的因素.通过给出AGV惯性导航系统的运动方程和误差方程,按照工程实况,在忽略陀螺仪影响的基础上,得到AGV惯性导航系统位置误差的理论计算式.依此指出,基于磁钉技术的AGV组合导航系统定位精度与加速度计精度、AGV运行方向的余弦、磁钉数据更新时间的平方成正比例关系.最后,对某工程算例进行数值仿真,验证了理论分析的正确性.该方法对磁钉排布、惯性导航系统传感器选型等有参考意义. 展开更多

关键词 集装箱码头 自动导引车(AGV) 定位精度 磁钉 惯性导航 组合导航

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漂角修正的欠驱动船舶航向鲁棒自适应控制 被引量：5

9

作者 陆潇杨 刘志全 褚振忠 《上海海事大学学报》 北大核心 2020年第1期15-19,共5页

针对复杂海况下欠驱动船舶航向运动的非线性特性和海浪扰动问题,基于漂角修正设计一种反步航向控制器,并结合非线性扰动观测器提出一种鲁棒自适应控制方法。通过非零漂角对航向误差进行修正,利用非线性扰动观测器对艏摇方向存在的海浪... 针对复杂海况下欠驱动船舶航向运动的非线性特性和海浪扰动问题,基于漂角修正设计一种反步航向控制器,并结合非线性扰动观测器提出一种鲁棒自适应控制方法。通过非零漂角对航向误差进行修正,利用非线性扰动观测器对艏摇方向存在的海浪扰动进行有效的估计,通过Lyapunov理论证明非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性。仿真结果表明,提出的鲁棒自适应控制方法可以有效减小航向误差,提高航向控制性能。 展开更多

关键词 航向控制 欠驱动船舶 漂角 反步法 非线性扰动观测器

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吊舱式船舶电力推进实验系统的设计

10

作者 朱楼 沈爱弟 《舰船电子工程》 2012年第1期85-88,共4页

介绍了吊舱式电力推进实验系统的硬件装置设计、推进系统控制策略、回转系统控制策略以及船桨模型仿真。此系统应用变频传动、电机控制、可编程控制器、总线通信等技术,主要构成部件有驾控台、机旁台、吊舱推进子系统、回转控制子系统等... 介绍了吊舱式电力推进实验系统的硬件装置设计、推进系统控制策略、回转系统控制策略以及船桨模型仿真。此系统应用变频传动、电机控制、可编程控制器、总线通信等技术,主要构成部件有驾控台、机旁台、吊舱推进子系统、回转控制子系统等,整合了物理硬件设备和软件仿真,实现了就地控制和远程控制,为研究吊舱式电力推进系统提供了实验平台。 展开更多

关键词 电力推进 吊舱式 可编程控制器 船桨模拟仿真

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混合动力船舶电力推进试验平台设计 被引量：10

11

作者 高迪驹 黄晓刚 +1 位作者 孙彦琰 黄细霞 《中国航海》 CSCD 北大核心 2014年第2期15-18,73,共5页

为满足混合动力船舶电力推进系统的开发与试验需求,搭建集柴电机组、锂电池组、光伏电池混合动力系统以及测功机控制器于一体的试验平台,给出试验平台的架构及其功能特点,提出一种混合动力能量管理控制策略。试验结果证明,该平台可以很... 为满足混合动力船舶电力推进系统的开发与试验需求,搭建集柴电机组、锂电池组、光伏电池混合动力系统以及测功机控制器于一体的试验平台,给出试验平台的架构及其功能特点,提出一种混合动力能量管理控制策略。试验结果证明,该平台可以很好地满足船舶混合电力推进系统开发的试验研究需求,为在实验室环境下验证混合动力船舶电力推进系统的动力装置配置、结构优化和控制策略提供一个可靠、有效的测试平台。 展开更多

关键词 船舶工程 混合动力 船舶电力推进 能量管理

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可变负载非接触电能传输系统的无功功率补偿 被引量：5

12

作者 牛王强 沈爱弟 +2 位作者 顾伟 褚建新 王建华 《上海海事大学学报》 北大核心 2011年第1期49-53,共5页

为解决非接触电能传输系统中负载电阻变化会导致系统传输能力变化的问题,研究非接触电能传输系统在并联—串联拓扑下负载变化时无功功率的补偿问题.通过分析理想可变初级电容的可控性,提出用积分控制器对可控电抗器进行动态调节以完成... 为解决非接触电能传输系统中负载电阻变化会导致系统传输能力变化的问题,研究非接触电能传输系统在并联—串联拓扑下负载变化时无功功率的补偿问题.通过分析理想可变初级电容的可控性,提出用积分控制器对可控电抗器进行动态调节以完成负载变化时的无功功率补偿.数值仿真表明,该控制方案是可行的. 展开更多

关键词 非接触电能传输 可变负载电阻 可控电抗器 无功功率补偿

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方形亥姆霍兹线圈磁场系统均匀性分析 被引量：15

13

作者 刘坤 张松勇 顾伟 《现代电子技术》 2012年第7期190-194,共5页

方形亥姆霍兹线圈用于模拟零磁场或量程范围内的任意大小和方向的磁场,其磁场均匀区与线圈结构尺寸有关。为了得到其磁场均匀区与结构尺寸的关系,构建了方形亥姆霍兹线圈的数学模型,导出了线圈内部任意点的磁感应强度矢量表达式,得出了... 方形亥姆霍兹线圈用于模拟零磁场或量程范围内的任意大小和方向的磁场,其磁场均匀区与线圈结构尺寸有关。为了得到其磁场均匀区与结构尺寸的关系,构建了方形亥姆霍兹线圈的数学模型,导出了线圈内部任意点的磁感应强度矢量表达式,得出了输出电流与产生磁场大小的对应关系,利用程控恒流源和磁强计跟踪补偿动态地模拟出稳恒磁场,对系统产生的磁场的均匀区进行了测定,分析表明,理论计算与实验结果有较好的一致性。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 磁场模拟 均匀度 磁场补偿

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基于数学规划方法的集装箱船舶自动配载研究进展 被引量：4

14

作者 牛王强 褚建新 +1 位作者 张耀周 徐涛 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2015年第3期519-522,528,共5页

给出了数学规划方法处理配载问题的一般思路,从船方和码头方两个角度给出了自动配载问题近十多年的研究进展,指出大容量集装箱船舶和新型装卸设备的出现,以及实时配载策略是自动配载研究的下一个挑战.

关键词 集装箱船 船舶配载 数学规划 贝位选择 贝内排箱

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基于DSP的变频电源电路设计 被引量：2

15

作者 张兵 黄细霞 王飞 《现代电子技术》 北大核心 2015年第1期133-136,共4页

设计了一种基于DSP2812的变频电源实验装置。根据变频电源的硬件结构组成,对其中的整流、驱动、逆变和滤波模块进行了详细的设计,同时给出了系统的软件流程以及SPWM的生成方法,最后通过系统的实验结果进行了对比分析。结果表明,系统具... 设计了一种基于DSP2812的变频电源实验装置。根据变频电源的硬件结构组成,对其中的整流、驱动、逆变和滤波模块进行了详细的设计,同时给出了系统的软件流程以及SPWM的生成方法,最后通过系统的实验结果进行了对比分析。结果表明,系统具有硬件电路简单、精度高等优点,可以运用在后续相关实验以及实践中。 展开更多

关键词 变频电源 DSP SPWM 硬件结构

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定绳长下港口起重机的一系列阶跃输入整形防摇方法

16

作者 牛王强 高迪驹 +4 位作者 杨育青 张小雅 顾伟 褚建新 郁春丽 《港口科技》 2021年第5期25-29,34,共6页

针对港口起重机的吊重摇摆问题,提出一系列小车阶跃加速度输入整形防摇方法。构建吊重系统的定绳长单摆模型,进而将输入整形器分为正向整形器和反向整形器,并分别对两者进行求解。利用二项式定理,确定正反向整形器的幅值;利用半振荡周... 针对港口起重机的吊重摇摆问题,提出一系列小车阶跃加速度输入整形防摇方法。构建吊重系统的定绳长单摆模型,进而将输入整形器分为正向整形器和反向整形器,并分别对两者进行求解。利用二项式定理,确定正反向整形器的幅值;利用半振荡周期的特定倍数值,确定正反向整形器的时刻。如果正向整形阶跃数为n+1个,那么反向整形阶跃的时刻点有n+2种,可形成n+2种不同摆角归零时间的输入整形方法。最短摆角归零时间为1.5个半振荡周期,最长摆角归零时间为2n+1个半振荡周期。MATLAB/Simulink仿真结果表明:该系列方法具有良好的防摇效果;所设计的整形器时滞越短则最大摇摆角度越大,时滞越长则最大摇摆角度越小,同时小车加速度的跳变越小,小车速度越平缓。 展开更多

关键词 港口起重机 防摇控制 输入整形

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混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计 被引量：5

17

作者 刘彬 沈爱弟 高迪驹 《现代电子技术》 2014年第24期133-137,共5页

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力... 针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。 展开更多

关键词 混合动力船舶 双向DC—DC变换器 小信号模型 PID控制器

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基于蒙特卡洛方法的红外光源辐照特性模拟 被引量：6

18

作者 宋伟浩 周贤文 张薇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期198-204,共7页

以红外灯阵列作为辐射热源进行温度环境试验,为通过优化灯阵提高受热平面温度分布均匀程度,需要对红外灯在受热平面上的辐射照度分布进行建模。利用蒙特卡洛方法对发光体上光线出射位置和出射方向进行了随机抽样,确定了出射光线方程。... 以红外灯阵列作为辐射热源进行温度环境试验,为通过优化灯阵提高受热平面温度分布均匀程度,需要对红外灯在受热平面上的辐射照度分布进行建模。利用蒙特卡洛方法对发光体上光线出射位置和出射方向进行了随机抽样,确定了出射光线方程。对光线追迹获得了光线在受热平面上的落点坐标。对大量出射光线进行了随机抽样和追迹,建立了受热平面上的光线落点坐标数据库。在受热平面上划分网格并统计各网格内光线落点数量,计算得出受热平面辐射照度分布情况。和实测辐射照度数据相比,本模型可在一定范围有效模拟红外灯辐射照度分布。 展开更多

关键词 蒙特卡洛方法 辐射照度 红外灯

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基于PSO算法的三轴磁强计总量差校正 被引量：3

19

作者 顾庆 徐斌 +1 位作者 张松勇 顾伟 《现代电子技术》 2013年第2期83-85,90,共4页

三轴磁通门磁强计在静态磁场的测量中有广泛的应用。由于磁强计轴与轴之间的非理想正交性和标定系数不一致,在测量磁场的模量时会产生总量差。因此要精确的测量磁场的模值,就必须对总量差进行校正。首先分析三轴磁强计测量值与理想值之... 三轴磁通门磁强计在静态磁场的测量中有广泛的应用。由于磁强计轴与轴之间的非理想正交性和标定系数不一致,在测量磁场的模量时会产生总量差。因此要精确的测量磁场的模值,就必须对总量差进行校正。首先分析三轴磁强计测量值与理想值之间的数学关系,推导出误差校正的数学模型。然后提出一种带权重因子的目标函数,并利用PSO算法对误差参数进行求解。最后使用实际测量数据,验证并分析该方法对总量差校正的有效性。 展开更多

关键词 三轴磁强计 总量差 PSO算法 总量差校正

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自适应灰度门限法在水面图像分割中的应用 被引量：3

20

作者 陈长风 黄萍萍 王建华 《现代电子技术》 2011年第12期121-124,共4页

图像分割是图像处理中重要的组成部分,其效果直接影响到后面的图像分析。这里介绍了传统的图像分割法以及自适应灰度门限法在水面机器人视觉图像分割中的应用,首先对算法原理和特点进行了介绍,然后运用Matlab进行了仿真实验研究,对分割... 图像分割是图像处理中重要的组成部分,其效果直接影响到后面的图像分析。这里介绍了传统的图像分割法以及自适应灰度门限法在水面机器人视觉图像分割中的应用,首先对算法原理和特点进行了介绍,然后运用Matlab进行了仿真实验研究,对分割的结果加以比较和分析,得出基于最小类内均方差的自适应灰度门限法分割图像的效果最佳,且具有良好的滤波和去噪能力。 展开更多

关键词 图像分割 灰度门限 WIENER滤波 自适应阈值 最小类内方差法

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