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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基于自适应扰动补偿的多电机时变滑模控制 被引量：11

2

作者 徐攀 徐为民 +1 位作者 谭莹莹 李众峰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第S1期218-222,227,共6页

针对多电机同步协调控制中存在的不确定性扰动问题,提出了一种将时变滑模控制和自适应补偿相结合的多电机同步协调控制的新方法。该方法利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制,另外,采用自适应补偿的方法抑制了多电... 针对多电机同步协调控制中存在的不确定性扰动问题,提出了一种将时变滑模控制和自适应补偿相结合的多电机同步协调控制的新方法。该方法利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制,另外,采用自适应补偿的方法抑制了多电机系统存在的不确定扰动,并有效地减小了切换函数的增益值,同时,在切换函数设计中采用了指数趋近技术,显著地降低了滑膜控制器的抖振现象。然后,利用李雅普诺夫函数证明了该控制器全局稳定性和收敛性。最后,仿真结果表明该方法能够实现对多电机的同步协调控制,并在不确定性扰动存在的情况下保证较好的稳态特性和动态特性,满足较高的同步要求。 展开更多

关键词 同步控制 时变滑模控制 自适应扰动补偿 相邻交叉耦合 LuGre摩擦力模型 多电机

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基于动态滑模结构的桥式吊车防摇定位控制器设计 被引量：10

3

作者 谭莹莹 徐为民 +1 位作者 徐攀 李众峰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第S1期117-121,共5页

针对变绳长条件下二维欠驱动桥式吊车的防摇定位控制问题,提出了一种基于动态切换函数的动态滑模控制方法。该方法将含有位移摆角变量和吊绳变量的两滑模面通过微分环节分别设计新的动态滑模面,新的滑模面与系统的控制输入的一阶导数有... 针对变绳长条件下二维欠驱动桥式吊车的防摇定位控制问题,提出了一种基于动态切换函数的动态滑模控制方法。该方法将含有位移摆角变量和吊绳变量的两滑模面通过微分环节分别设计新的动态滑模面,新的滑模面与系统的控制输入的一阶导数有关。该控制器结构简单,可实现桥吊变绳长情况下的小车快速定位和负载的防摆控制,并能有效地减少控制器的抖振现象。给出了该控制器的稳定性分析。最后仿真结果证明了该设计方法的有效性。 展开更多

关键词 桥式吊车 动态滑模控制器设计 抖振 欠驱动

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基于PWM技术的船舶轴带发电系统并网运行仿真 被引量：5

4

作者 沈爱弟 曹森 +3 位作者 刘莉飞 李姗 王乐 田野 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2745-2750,2756,共7页

采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究领域之一,而逆变器与柴油发电机组的长期稳定并联运行问题是该系统的关键问题之一,将柴油发电机组的有功功率-频率和无功功率-电压下垂特性引入到逆变器控制器可以... 采用PWM整流-逆变技术的新型船舶轴带发电系统是当今船舶行业的重点研究领域之一,而逆变器与柴油发电机组的长期稳定并联运行问题是该系统的关键问题之一,将柴油发电机组的有功功率-频率和无功功率-电压下垂特性引入到逆变器控制器可以解决该问题。介绍了新型船舶轴带发电系统的结构及运行原理,分析了基于引入的下垂特性的并联运行控制策略,基于Matlab/Simulink仿真软件建立了逆变器及其控制器、柴油发电机组以及系统仿真模型并进行了系统并联运行仿真。仿真结果表明控制策略是正确可行的。 展开更多

关键词 轴带发电 下垂特性 逆变器 并联运行

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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：10

5

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

6

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

7

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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传动实验平台电力测功机监控系统设计

8

作者 沈爱弟 康伟 +1 位作者 高迪驹 刘昭 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第21期244-245,257,共3页

为实现传动实验平台电力测功机的实时监控,提出基于以太网和Profibus-DP现场总线的双层网络监控系统。设计测功机的转矩控制模型,在Delphi和SQL Server编程环境下,引入可控制过程的对象连接与嵌入方式实现数据通信、多线程和ActiveX数... 为实现传动实验平台电力测功机的实时监控,提出基于以太网和Profibus-DP现场总线的双层网络监控系统。设计测功机的转矩控制模型,在Delphi和SQL Server编程环境下,引入可控制过程的对象连接与嵌入方式实现数据通信、多线程和ActiveX数据对象等技术,以完成监控软件的开发。实验结果表明,该监控系统工作稳定,能够精确控制转矩。 展开更多

关键词 电力测功机 PROFIBUS-DP现场总线 转矩控制 对象连接与嵌入 多线程

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基于随机速度伺服控制的车门耐久试验研究

9

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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桥式吊车的多滑模结构控制 被引量：8

10

作者 刘博 徐为民 +1 位作者 褚建新 周贤文 《控制工程》 CSCD 北大核心 2012年第S1期78-80,83,共4页

桥吊本质上是一类复杂的欠驱动非线性机械系统,其控制器设计具有一定的难度。本文针对桥吊绳长变化情况下的集装箱桥吊的防摇定位控制问题,提出了一种基于多滑模面的变结构控制方法,它能够在集装箱桥吊绳长变化的情况下较好地实现桥吊... 桥吊本质上是一类复杂的欠驱动非线性机械系统,其控制器设计具有一定的难度。本文针对桥吊绳长变化情况下的集装箱桥吊的防摇定位控制问题,提出了一种基于多滑模面的变结构控制方法,它能够在集装箱桥吊绳长变化的情况下较好地实现桥吊的防摇定位控制;另外,还讨论了所提出的控制器的防抖振问题。所提出的控制方法不需要知道桥吊数学模型的精确信息,具有结构简单,容易实现的特点,同时具有较强的鲁棒性。仿真结果证实了该控制方法的良好效果。 展开更多

关键词 桥吊 多滑模控制 欠驱动系统 抖振

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基于航速保持的舵减摇控制方法 被引量：8

11

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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基于可调增益的桥吊自适应滑模控制器设计 被引量：5

12

作者 陈曦 徐为民 +1 位作者 岳雅雯 陈天宇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期547-553,共7页

针对变绳长情况下二维欠驱动桥式吊车的防摇定位控制问题,提出了一种基于可调增益的自适应滑模控制方法。该方法是将含有小车位移、摆角变量和绳长变量的滑模面和构造出的等效控制律,通过自适应控制来调整控制器的增益。该控制器可以在... 针对变绳长情况下二维欠驱动桥式吊车的防摇定位控制问题,提出了一种基于可调增益的自适应滑模控制方法。该方法是将含有小车位移、摆角变量和绳长变量的滑模面和构造出的等效控制律,通过自适应控制来调整控制器的增益。该控制器可以在含有外界干扰和系统不确定性的情况下快速实现对小车的定位和绳长变化的控制,并能有效快速地抑制负载的摆动,最后的仿真结果证实了该控制方法的有效性。 展开更多

关键词 桥式吊车 自适应滑模控制 欠驱动系统 抖振

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基于参考模型的电力推进船舶航向滑模控制器设计 被引量：4

13

作者 付德祥 康伟 朱瑾 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第S1期35-38,共4页

针对全回转舵浆的电力推进船舶航向控制问题,基于等价舵效建立的船舶回转运动响应方程,设计了基于参考模型的滑模控制器。该控制器含有两个滑模控制子系统,其一用来控制参考模型,以获得理想的动态响应;另一个以前者每个控制周期对应的... 针对全回转舵浆的电力推进船舶航向控制问题,基于等价舵效建立的船舶回转运动响应方程,设计了基于参考模型的滑模控制器。该控制器含有两个滑模控制子系统,其一用来控制参考模型,以获得理想的动态响应;另一个以前者每个控制周期对应的状态为控制目标输入,引导船舶航向收敛于设定值。仿真结果表明,在满足全回转舵浆回转角幅值与速度的限制下,该方法能够有效解决滑模控制输入的强抖振问题,能降低滑模控制输入的要求,且具有良好的鲁棒性与控制效果。 展开更多

关键词 电力推进船舶 航向控制 参考模型 滑模变结构控制

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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：22

14

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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基于模型预测的自动导引车区间轨迹跟踪控制 被引量：7

15

作者 徐航 张依恋 +1 位作者 朱瑾 范勤勤 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期23-30,共8页

针对自动导引车(AGV)轨迹跟踪问题,在确定其可行驶区域的基础上,考虑自动导引车的大小和形状,本文设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法.首先,将车辆运动学模型进行线性化处理,得到车辆动力学线性模型;其次,运用模型预测... 针对自动导引车(AGV)轨迹跟踪问题,在确定其可行驶区域的基础上,考虑自动导引车的大小和形状,本文设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法.首先,将车辆运动学模型进行线性化处理,得到车辆动力学线性模型;其次,运用模型预测控制方法,利用预测路径与期望路径之间的误差,通过优化得到使性能指标最优的控制序列;最后,在MATLAB软件上对轨迹跟踪控制器进行仿真.实验结果表明,AGV可以稳定地跟踪参考轨迹,且距离偏差和角度偏差都在给定的可行范围内,证明了提出的基于模型预测控制的轨迹跟踪算法具有良好的跟踪性能. 展开更多

关键词 模型预测控制 自动导引车(AGV) 跟踪控制

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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

16

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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桥式吊车自适应超螺旋移动滑模控制研究 被引量：3

17

作者 顾秀涛 徐为民 +2 位作者 张明明 张万鹏 王永爽 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期1150-1162,共13页

针对变绳长下的桥式吊车防摇定位控制问题,提出了一种基于不确定性和扰动估计器的自适应增益超螺旋移动滑模控制的方法。首先,所设计的移动滑模面可以根据输入的误差及相应的导数实时改变自身的斜率;此外,在该移动滑模面上加入动态指数... 针对变绳长下的桥式吊车防摇定位控制问题,提出了一种基于不确定性和扰动估计器的自适应增益超螺旋移动滑模控制的方法。首先,所设计的移动滑模面可以根据输入的误差及相应的导数实时改变自身的斜率;此外,在该移动滑模面上加入动态指数项以使任意初始状态误差变量都在滑模面上,从而大大提高系统的鲁棒性和控制性能。其次,为实现系统状态误差的快速收敛,设计一种自适应超螺旋滑模控制算法,该方法不仅能有效地削弱控制系统的抖振,也能很好地抑制系统的匹配扰动,另外构造一个不确定性和扰动估计器用来解决系统的非匹配扰动。最后利用李雅普诺夫理论对该控制器进行了稳定性分析,仿真结果表明了该控制器的有效性。 展开更多

关键词 桥式吊车 移动滑模面 自适应增益超螺旋算法 不确定性和扰动估计器 非匹配扰动

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基于区间分块Q学习的智能车辆安全舒适刹车算法 被引量：1

18

作者 余欣磊 周贤文 +1 位作者 张依恋 顾伟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期183-187,共5页

针对当前智能汽车刹车场景下的安全与舒适性问题,提出一种基于区间分块的Q学习算法。首先在Q表中将前车加速度以一定间隔划分入等长区间,用区间中值做间隔来划分后车加速度。其次通过在安全条件下与加速度呈负相关的奖励设置,使智能体... 针对当前智能汽车刹车场景下的安全与舒适性问题,提出一种基于区间分块的Q学习算法。首先在Q表中将前车加速度以一定间隔划分入等长区间,用区间中值做间隔来划分后车加速度。其次通过在安全条件下与加速度呈负相关的奖励设置,使智能体在保证安全的前提下尽量降低刹车加速度。最后在智能体训练的过程中遵循ε-贪心策略以减少随机性,在训练完毕后遵循贪心策略以最大程度利用智能体。将提出的算法与传统Q学习算法在三种常见道路场景上进行仿真测试。实验结果显示使用提出算法的智能车辆在刹车场景中安全率100%、平均刹车加速度小于2 m/s~2且能处理连续刹车加速度,表明提出的算法能够在确保智能汽车安全刹车的同时实现较低的刹车加速度。同时在连续刹车加速度与离线环境等复杂情况下,算法均能正常使用。 展开更多

关键词 智能汽车 智能刹车 Q学习 区间分块

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滚动轴承细粒度故障诊断研究 被引量：2

19

作者 阮慧 黄细霞 +1 位作者 李登峰 王乐 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第6期312-322,共11页

针对目前滚动轴承故障诊断主要采用监督式深度学习提取故障特征以及检测故障种类为粗粒度的现状,提出一种基于高斯混合模型(Gaussian mixed models,GMM)和深度残差收缩网络(deep residual shrinkage networks,DRSN)的滚动轴承细粒度故... 针对目前滚动轴承故障诊断主要采用监督式深度学习提取故障特征以及检测故障种类为粗粒度的现状,提出一种基于高斯混合模型(Gaussian mixed models,GMM)和深度残差收缩网络(deep residual shrinkage networks,DRSN)的滚动轴承细粒度故障诊断方法。GMM模型集成多个高斯分布函数,拟合细粒度故障数据的分布情况,实现对没有标签的轴承振动信号进行聚类,DRSN模型中注意力机制从大量故障特征信息中聚焦于对当前任务更为关键的信息,软阈值化旨在为处于不同健康状态的轴承样本设置不同的阈值。在凯斯西储大学(Case Western Reserve University,CWRU)滚动轴承故障数据中收集30种轴承健康状态对该方法进行了验证,结果表明,将非监督模型与深度学习模型融合,能够处理不含标签情况下的轴承故障数据,实现对轴承故障进行细粒度分类的目的,为后续的设备维护提供依据,具有较好的实际工程意义和推广性。 展开更多

关键词 细粒度故障诊断 滚动轴承 高斯混合模型 深度残差收缩网络 非监督学习 深度学习

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弹载加速度数据记录仪抗高冲击设计 被引量：16

20

作者 靳书云 靳鸿 +2 位作者 张艳兵 李跃武 王欢 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期463-466,共4页

针对弹载加速度数据记录仪在侵彻环境下受到高冲击力易变形或损坏导致测试失败的问题,提出弹载加速度数据记录仪两级缓冲保护结构,一级为高强度钢的机械外壳防护,二级为薄壁金属管填充泡沫铝的缓冲装置。通过实体弹侵彻3层混凝土试验,... 针对弹载加速度数据记录仪在侵彻环境下受到高冲击力易变形或损坏导致测试失败的问题,提出弹载加速度数据记录仪两级缓冲保护结构,一级为高强度钢的机械外壳防护,二级为薄壁金属管填充泡沫铝的缓冲装置。通过实体弹侵彻3层混凝土试验,弹载加速度记录仪能够可靠存储并回读实验数据,证明了在100 000 gn高冲击环境下记录仪的工作可靠性。 展开更多

关键词 仪器仪表工程 抗高冲击 侵彻 加速度数据记录仪 两级缓冲保护

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