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基于虚拟同步发电机的船舶岸电并网自适应控制
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作者 徐合力 吴启洋 高岚 《中国航海》 北大核心 2025年第2期110-117,126,共9页
为提高传统虚拟同步发电机控制的船舶岸电系统频率的稳定性,引入惯量和阻尼自适应变化的控制策略。首先通过虚拟同步发电机的有功功率小信号模型分析出惯量和阻尼对频率的影响,然后根据有功功率和角频率的暂态过程,列举出系统在非稳态... 为提高传统虚拟同步发电机控制的船舶岸电系统频率的稳定性,引入惯量和阻尼自适应变化的控制策略。首先通过虚拟同步发电机的有功功率小信号模型分析出惯量和阻尼对频率的影响,然后根据有功功率和角频率的暂态过程,列举出系统在非稳态不同阶段下惯量和阻尼的需求,以此设计一种使惯量和阻尼能随负载变化而自适应调整的控制方式,从而有效抑制岸电频率波动。仿真试验表明:与惯量和阻尼为定值的传统虚拟同步发电机控制相比,虚拟同步发电机自适应控制对岸电频率的调节有着更小的超调量、更短的调节时间和更优的调节精度,能有效改善系统的调频特性;且可以提高从岸电向船电转移有功功率的平滑程度。 展开更多
关键词 船舶岸电 自适应虚拟同步发电机 惯量和阻尼 并网控制
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混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真 被引量:31
2
作者 袁裕鹏 王凯 严新平 《船海工程》 北大核心 2015年第2期95-98,共4页
为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能... 为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。 展开更多
关键词 混合动力船舶 能量管理系统 燃料电池 基础载荷
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综合电力系统船舶能量管理技术 被引量:11
3
作者 唐道贵 严新平 袁裕鹏 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期56-60,共5页
与采用单一能源动力结构的船舶相比,采用太阳能、风能等清洁能源的混合动力船舶的电力系统的复杂性增强,能量管理技术是保证其稳定、可靠、高效工作的关键技术之一。在研究综合电力系统的基础上,介绍当前国内外船舶能量管理系统及能量... 与采用单一能源动力结构的船舶相比,采用太阳能、风能等清洁能源的混合动力船舶的电力系统的复杂性增强,能量管理技术是保证其稳定、可靠、高效工作的关键技术之一。在研究综合电力系统的基础上,介绍当前国内外船舶能量管理系统及能量管理策略的研究现状,系统总结基于规则、优化和智能控制算法的能量管理策略。在此基础上,对船舶能量管理系统的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 综合电力系统 混合动力 能量管理系统 能量管理策略
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基于摩擦学的船舶动力系统能效提升研究 被引量:10
4
作者 袁成清 白秀琴 +1 位作者 郭智威 严新平 《船海工程》 北大核心 2016年第1期91-98,102,共9页
从船舶能效提升的角度分析船舶柴油机缸套-活塞环、艉轴承等船舶关键摩擦部件的磨损控制技术,以及船体表面仿生、新材料等的节能减阻技术,分析构建船舶动力能效、船体表面阻力和航速的协同与调控体系,为船舶动力系统的能效提升提供必要... 从船舶能效提升的角度分析船舶柴油机缸套-活塞环、艉轴承等船舶关键摩擦部件的磨损控制技术,以及船体表面仿生、新材料等的节能减阻技术,分析构建船舶动力能效、船体表面阻力和航速的协同与调控体系,为船舶动力系统的能效提升提供必要的理论依据和解决方法。 展开更多
关键词 船舶动力系统 能效提升 摩擦学
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运河船舶岸基能源推进技术的系统构建 被引量:6
5
作者 严新平 万江龙 +1 位作者 袁裕鹏 尹奇志 《船海工程》 北大核心 2015年第3期159-163,168,共6页
为了降低运河船舶污染物的排放并减少其对非可再生资源依赖,构建基于岸基能源的运河船舶推进系统配置形式,提出采用接触网、动力电池,以及无线供电3种方式为船舶供电需要解决的关键技术。排放性和经济性两方面对比分析表明,采用基于岸... 为了降低运河船舶污染物的排放并减少其对非可再生资源依赖,构建基于岸基能源的运河船舶推进系统配置形式,提出采用接触网、动力电池,以及无线供电3种方式为船舶供电需要解决的关键技术。排放性和经济性两方面对比分析表明,采用基于岸基能源的船舶推进技术可以达到很好的节能减排效果。同时,该技术适用于运河、湖泊等水文特征相对稳定的内河流域。 展开更多
关键词 岸基能源 运河船舶 接触网 动力电池 无线供电
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船舶智能能效管理技术发展现状及展望 被引量:26
6
作者 贺亚鹏 严新平 +1 位作者 范爱龙 王拯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期317-324,共8页
受到全球变暖、环境保护以及降本增效等因素影响,各大航运企业对船舶能效管理技术的需求越来越高。本文从政策导向、市场需求以及技术驱动等3个方面分析了能效管理技术的必要性;总结了国内外现有船舶能效管理技术与产品,并从功能差异和... 受到全球变暖、环境保护以及降本增效等因素影响,各大航运企业对船舶能效管理技术的需求越来越高。本文从政策导向、市场需求以及技术驱动等3个方面分析了能效管理技术的必要性;总结了国内外现有船舶能效管理技术与产品,并从功能差异和优缺点等方面开展了现状分析;从船舶能效在线监测、能效智能评估以及能效优化控制等3个方面分析了船舶能效管理的关键技术;对船舶能效管理技术的未来发展趋势进行了展望。研究表明:监测是当前国内外船舶能效管理的基础,然后逐步发展了能效评估、航速优化、纵倾优化、故障诊断等衍生功能。在智能化程度方面,国内外的船舶能效管理仍以离线分析为主,以动态、在线、自主化为特征的智能评估和优化比较缺乏。本文可为船舶动力系统低碳化、智能化研究与发展提供指导。 展开更多
关键词 全球变暖 航运业 船舶节能 二氧化碳 智能能效 传感器 航速优化 数据挖掘
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船舶表面微结构防污技术研究进展 被引量:8
7
作者 楼彤 白秀琴 +1 位作者 袁成清 杨宗澄 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期102-113,共12页
海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观... 海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观结构防污机理研究方面的进展;阐述了几种现有的微观结构防污理论模型:ERI模型、纳米力梯度模型以及SEA模型。对当前常用的微米级结构、纳米级结构以及微纳复合结构的加工方法进行了综述;分析了目前微结构表面防污性能常用评价方法:实船试验方法、浅海浸泡试验方法、接触角试验方法、附着力测量试验方法以及生物附着试验方法。基于细菌、石莼孢子、硅藻和藤壶金星幼虫等典型海洋污损生物,对表面微结构的防污特性进行了分析,提出深入研究海洋污损生物的附着机理和表面微结构的防污机理,进而建立表面微结构的设计基准。多尺度微纳结构的快速精准加工和完善防污性能评价体系,是表面微结构防污发展中面临的难题和未来发展方向。 展开更多
关键词 生物污损 表面微结构 防污机理 微纳加工 防污性能
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基于自抗扰控制技术的船舶发电机励磁系统研究 被引量:2
8
作者 高国章 章世鹏 高岚 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第11期116-120,共5页
船舶电网是一个容量有限的电源系统,突加突卸大功率负载会对其造成冲击,甚至引起船舶发电机输出电压不稳定,采用经典PID难以满足快速恢复发电机输出电压的功能要求。针对这一问题,提出一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略对其进... 船舶电网是一个容量有限的电源系统,突加突卸大功率负载会对其造成冲击,甚至引起船舶发电机输出电压不稳定,采用经典PID难以满足快速恢复发电机输出电压的功能要求。针对这一问题,提出一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略对其进行改进。介绍自抗扰控制器的原理,分析其控制性能较经典PID控制优异的原因,设计自抗扰控制器,在Simulink仿真平台上搭建励磁系统仿真模型,进行仿真实验,仿真结果表明在船舶电力系统突加突卸大功率负载后,新型励磁控制策略较经典PID控制具有更好的快速性和稳定性。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 励磁系统 SIMULINK仿真 动态性能
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水上交通事故分析研究进展 被引量:23
9
作者 毛喆 严新平 +2 位作者 陈辉 初秀民 袁雄 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期86-92,共7页
为更好地开展水上交通事故分析研究,提高我国水上交通安全水平,从船舶风险评估与事故预测、事故分析以及事故及通航安全数据的组织与数据库建立3个方面对国内外的相关研究进行论述和分析。提出以建立水上交通事故时空数据平台为基础,结... 为更好地开展水上交通事故分析研究,提高我国水上交通安全水平,从船舶风险评估与事故预测、事故分析以及事故及通航安全数据的组织与数据库建立3个方面对国内外的相关研究进行论述和分析。提出以建立水上交通事故时空数据平台为基础,结合数据挖掘和安全工程的理论方法研究事故发生机理,评估事故风险,并将研究事故模拟再现技术作为事故分析的重要技术手段。 展开更多
关键词 水上交通安全 事故分析 安全评估 事故数据库 事故再现
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船用中速柴油机缸压闭环控制技术仿真研究 被引量:14
10
作者 唐俊 余永华 +1 位作者 王勤鹏 杨建国 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期72-78,共7页
针对船用柴油机工作不均匀及循环波动对柴油机性能和振动噪声的负面影响问题,以6L16/24-CR型船用中速柴油机为对象,使用软件在环仿真技术对缸压闭环控制策略进行仿真分析。建立能模拟各缸不均匀性和循环波动的柴油机实时模型,从气缸压... 针对船用柴油机工作不均匀及循环波动对柴油机性能和振动噪声的负面影响问题,以6L16/24-CR型船用中速柴油机为对象,使用软件在环仿真技术对缸压闭环控制策略进行仿真分析。建立能模拟各缸不均匀性和循环波动的柴油机实时模型,从气缸压力中选取能指示柴油机各缸燃烧状态的反馈变量,根据反馈变量和控制变量之间的动态关系开发缸压闭环控制策略,建立由柴油机实时模型、气缸压力反馈变量、控制策略和喷油控制变量构成的软件在环仿真平台,在该软件在环仿真平台上对缸压闭环控制策略进行闭环仿真。结果表明,开发的缸压闭环控制策略能满足船用柴油机的控制要求,在仿真环境下能改善约99%的各缸不均匀。 展开更多
关键词 船用中速柴油机 闭环控制 缸压 实时模型
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船舶机械摩擦学研究进展 被引量:6
11
作者 王雪君 白秀琴 +1 位作者 袁成清 严新平 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期113-117,121,共6页
由于船舶机械中摩擦学问题的普遍性,以及人们对材料和能源节约的日益重视,船舶机械中的摩擦学研究得到了很大发展。船舶机械中的摩擦学问题主要存在于船舶动力装置及一些辅助机械中,从船舶主机、传动、支承、螺旋桨和舵机及其他机械部件... 由于船舶机械中摩擦学问题的普遍性,以及人们对材料和能源节约的日益重视,船舶机械中的摩擦学研究得到了很大发展。船舶机械中的摩擦学问题主要存在于船舶动力装置及一些辅助机械中,从船舶主机、传动、支承、螺旋桨和舵机及其他机械部件等5个方面概述船舶机械中存在的摩擦学问题及其研究进展,并对今后研究的主要方向进行展望。 展开更多
关键词 船舶机械 摩擦学 动力装置 辅助机械
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物联网环境下的机械系统状态监测技术展望 被引量:18
12
作者 严新平 张月雷 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期3011-3015,共5页
论述了物联网环境下机械系统状态监测技术的新发展,指出开展机械系统的可监测性设计是物联网环境下实施机械系统状态监测技术的基础,研发符合物联网特征的在线监测传感器及其系统是物联网环境下开展机械系统状态监测的保证,建立物联网... 论述了物联网环境下机械系统状态监测技术的新发展,指出开展机械系统的可监测性设计是物联网环境下实施机械系统状态监测技术的基础,研发符合物联网特征的在线监测传感器及其系统是物联网环境下开展机械系统状态监测的保证,建立物联网环境下的机械系统状态监测技术标准体系是机械系统状态监测技术快速发展的支撑。 展开更多
关键词 物联网 状态监测 机械系统 可监测性
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船用低速柴油机缸压闭环控制硬件在环仿真技术研究 被引量:7
13
作者 余永华 沈叶磊 +1 位作者 王勤鹏 杨建国 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期86-92,共7页
针对船用低速柴油机各缸和各循环间燃烧不平衡性问题,以6EX340EF型船用低速柴油机为研究对象,使用AVL Cruise M软件开发了具有各缸和各循环间的压力波动功能且满足准确性和实时性要求的仿真模型;结合NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW软件... 针对船用低速柴油机各缸和各循环间燃烧不平衡性问题,以6EX340EF型船用低速柴油机为研究对象,使用AVL Cruise M软件开发了具有各缸和各循环间的压力波动功能且满足准确性和实时性要求的仿真模型;结合NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW软件,开发了缸压闭环控制快速原型,通过位置管理模块和缸压采集分析处理模块,从缸压数据中提取平均指示压力和50%燃烧放热量相位作为反馈变量,以喷油正时和喷油脉宽为控制变量,对缸压进行闭环控制;集成实时仿真模型、硬件在环仿真系统和快速控制原型,构成闭环系统。试验验证表明:开发的缸压闭环控制策略能够使燃烧特性参数波动减少50%左右,对各缸和各循环间的燃烧不平衡性均有改善效果。 展开更多
关键词 船用低速柴油机 缸压闭环控制 实时仿真模型 硬件在环仿真
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大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验 被引量:10
14
作者 谈微中 张聪 +2 位作者 田哲 严新平 胡木水 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第1期45-49,共5页
基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个... 基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。 展开更多
关键词 多体动力学 扭振特性 推进轴系 船体变形
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船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究 被引量:7
15
作者 刘恩东 高岚 +3 位作者 罗永吉 朱汉华 司宇航 胡佳 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第5期88-93,共6页
为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电... 为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性。仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性。 展开更多
关键词 电力推进系统 永磁同步电机 矢量控制 直接转矩控制
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考虑船体变形耦合作用的船舶推进系统建模与控制 被引量:7
16
作者 严新平 李志雄 +2 位作者 袁成清 朱汉华 刘正林 《船海工程》 2011年第1期60-63,共4页
提出考虑船体变形耦合作用的船舶推进系统仿真建模设计方法与系统框架,通过船体变形与动力装置振动烈度间的量化关系体现耦合作用对模型的影响;研究适合推进系统的先进控制技术,通过对简化后的船舶推进系统不确定模型进行仿真试验,结果... 提出考虑船体变形耦合作用的船舶推进系统仿真建模设计方法与系统框架,通过船体变形与动力装置振动烈度间的量化关系体现耦合作用对模型的影响;研究适合推进系统的先进控制技术,通过对简化后的船舶推进系统不确定模型进行仿真试验,结果表明,具有强自适应能力的神经网络控制和模糊控制技术能够满足系统对不确定性及时变非线性控制的要求,具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 推进系统 船体变形 耦合作用 建模与控制
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太阳能电池板在不同类型船舶上的布置优化 被引量:14
17
作者 林杰 袁成清 +1 位作者 孙玉伟 严新平 《船海工程》 2010年第6期116-120,共5页
太阳能在船舶上的应用主要以太阳能光伏发电系统为主,考虑到船舶这个特殊的载体和水运环境,研究船舶上的太阳能电池板布置非常有必要。针对不同类型船舶的特点,分析太阳能主动力型船舶、太阳能辅助电力型船舶上的太阳能电池板布置优化... 太阳能在船舶上的应用主要以太阳能光伏发电系统为主,考虑到船舶这个特殊的载体和水运环境,研究船舶上的太阳能电池板布置非常有必要。针对不同类型船舶的特点,分析太阳能主动力型船舶、太阳能辅助电力型船舶上的太阳能电池板布置优化问题。 展开更多
关键词 太阳能电池板 船舶 布置优化
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大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的构建 被引量:13
18
作者 魏乔 孙玉伟 +1 位作者 袁成清 严新平 《船海工程》 2010年第6期138-140,共3页
参照陆用太阳能光伏系统基本原理与组成,分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统运行模式与陆用的差异。具体分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的成套技术路线,为船舶太阳能光伏系统搭建提供设计思路。
关键词 太阳能光伏系统 船舶 光伏控制系统
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大型远洋风帆助航船舶节能效率分析 被引量:19
19
作者 陈鲁愚 陈顺怀 严新平 《船海工程》 2010年第6期121-123,128,共4页
对大型远洋船舶可采用的帆型进行了对比,分析了硬帆的展弦比或拱度比的不同所带来的空气动力特性影响,介绍了风帆助航船舶的节能效果预报方法,通过气象资料对加装风帆助航装置的巴拿马级散货船在某些航线上的节能效率进行了估算。
关键词 风帆助航 风帆特性曲线 节能效率
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环境影响与参数摄动下船舶航速的非线性H_∞控制 被引量:1
20
作者 袁裕鹏 章勐 +2 位作者 严新平 郭波 万江龙 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1769-1775,共7页
为了提高船舶的自动化水平,增强船舶的航行安全,对航速的稳定控制是重要的因素之一。由于船舶航速控制是一个参数时变、非线性,且其动态特性受环境因素的影响,因此常规的控制方法难以获得良好的控制效果。在建立船舶运动的非线性数学模... 为了提高船舶的自动化水平,增强船舶的航行安全,对航速的稳定控制是重要的因素之一。由于船舶航速控制是一个参数时变、非线性,且其动态特性受环境因素的影响,因此常规的控制方法难以获得良好的控制效果。在建立船舶运动的非线性数学模型时,考虑了环境因素如风、浪、流的影响和系统参数不确定性。在此基础上,利用微分几何的方法对模型进行了精确线性化,然后利用线性H∞控制理论,设计了船舶航速的非线性H∞控制器。仿真结果表明非线性H∞控制器能有效的抑制环境扰动,提高系统的稳定性,保证控制精度,具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 船舶航速控制 参数摄动 非线性H∞控制 鲁棒性
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