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水路交通系统的发展现状与未来展望 被引量：13
1
作者 严新平 韩亚 +2 位作者 吴兵 李梦霞 张笛 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第2期145-152,共8页
水路交通系统是以船舶等为载运工具、以港口为节点、以海洋、江河、湖泊等水域为通道的一种运输方式,能够实现货物、人员的搭载与时空位移,是综合交通体系中不可或缺的重要组成部分。本文分析了国内外水路交通系统发展现状,梳理了水路... 水路交通系统是以船舶等为载运工具、以港口为节点、以海洋、江河、湖泊等水域为通道的一种运输方式,能够实现货物、人员的搭载与时空位移,是综合交通体系中不可或缺的重要组成部分。本文分析了国内外水路交通系统发展现状,梳理了水路交通系统未来需求及技术特征,提出了水路交通运输规划与组织优化、绿色船舶动力系统及供给体系、人机共融船舶岸基驾控系统、海域立体综合运输系统、水路交通系统控制体系、气象导航与安全航行等未来水路交通系统发展方向,为提高水路交通系统运营效率与服务质量提供理论基础与技术参考。 展开更多
关键词 水路运输 新一代航运系统 岸基驾控 新能源动力 海域立体运输系统
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计及制氢效率的风电制氢系统优化控制策略
2
作者 李红星 袁裕鹏 童亮 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期154-164,共11页
为解决大规模波动性风电制氢效率低的问题,提出一种结合电网购电的风氢系统电解槽阵列优化控制策略。首先研究质子交换膜电解槽制氢效率曲线,根据效率特性,针对电解槽阵列启停控制及功率分配问题,提出一种考虑制氢效率的分段调控策略;... 为解决大规模波动性风电制氢效率低的问题,提出一种结合电网购电的风氢系统电解槽阵列优化控制策略。首先研究质子交换膜电解槽制氢效率曲线,根据效率特性,针对电解槽阵列启停控制及功率分配问题,提出一种考虑制氢效率的分段调控策略;其次以系统总成本最小为目标,基于人工蜂群算法构建风氢系统日内优化调度模型,通过宁波某地实际数据进行计算分析。结果表明,所提策略较简单启停控制平均每小时提高产氢量5.93%,日均启停次数从18次降至2次,电解槽利用率从64.58%提升至98.75%;且当电价降低47.27%和氢价上调14.29%时,产氢量和购电量均提高15.56%及227.79%,但总成本分别降低5.91%和12.78%,氢气价格对系统经济性的影响更大。 展开更多
关键词 电解水制氢 电解槽阵列 风电 效率特性 功率分配 弃风 优化控制
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限制水域智能船舶安全航速自适应控制方法
3
作者 吴兵 苏鑫 刘佳仑 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1349-1356,共8页
针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系... 针对大型船舶航速低时乘潮历时长、航速高时下沉量大的问题,本文提出了一种乘潮潮时和下沉量双重约束的智能船舶安全航速自适应控制方法。通过对比分析不同航速推算公式,引入BarrassⅡ型公式,研究了船舶航行下沉量与最大安全航速的关系。基于四自由度船舶运动模型,结合富裕水深和乘潮航行需求,构建了动态安全航速约束框架。通过动态约束与非线性模型预测控制,设计了安全航速约束的代价函数,并使用Lyapunov函数证明稳定性,实现了在内河水深吃水比受限情况下的航速自适应控制。在长江吴淞口仿真环境中,验证了控制器的有效性,5种增益矩阵下的平均乘潮路程完成率为98.84%,且控制器能根据船舶运动状态和环境调整航速,始终保持在安全范围内。所提出方法能根据水深实现动态航速控制,并满足大型船舶乘潮航行需求。 展开更多
关键词 智能船舶 船舶下沉量 乘潮航行 动态约束 安全航速 自适应控制 非线性模型预测控制 轨迹跟踪
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基于MPC-IMFAC的船舶路径跟随控制方法研究 被引量：1
4
作者 李诗杰 刘泰序 +2 位作者 刘佳仑 徐诚祺 何家伟 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期317-325,共9页
[目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状... [目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状态之间的误差,以解决在突发横风和外部存在风浪等环境干扰下的模型精度不足问题,从而提高路径跟随控制精度。并以缩比KVLCC2船模为对象进行船舶路径跟随控制仿真实验。[结果]仿真结果表明,与传统MPC控制相比,MPC-IMFAC方法使船舶在突发干扰下最大绝对航向误差降低25.4%。在时变环境干扰下绝对航向平均误差减少2.6%。[结论]研究表明,该控制方法在确保路径跟随控制精度的基础上,具备较好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 路径跟随控制 模型预测控制 无模型自适应控制 操纵性 运动控制 自适应控制系统
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船舶航行安全主动控制技术研究及展望
5
作者 张笛 万程鹏 +4 位作者 艾云飞 谢磊 张金奋 张亮 严新平 《中国航海》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
船舶航行安全是保障水路交通高质量发展的根本前提,但复杂多变的航行环境对保障船舶安全航行带来巨大挑战,船舶航行安全风险控制正从事发应急处置、事后事故分析等被动手段逐渐向事前决策、风险预警等主动风险防控的方向发展。分析了国... 船舶航行安全是保障水路交通高质量发展的根本前提,但复杂多变的航行环境对保障船舶安全航行带来巨大挑战,船舶航行安全风险控制正从事发应急处置、事后事故分析等被动手段逐渐向事前决策、风险预警等主动风险防控的方向发展。分析了国内外船舶航行安全主动控制研究的发展现状和存在的难题,梳理了船舶航行信息感知、船端航行决策以及岸基风险预警三个方面的关键技术和工程应用实际,提出了船舶航行安全控制一体化、智能化、韧性化的发展方向,为提升船舶航行安全主动控制能力提供思路借鉴和技术参考。 展开更多
关键词 水路运输 船舶航行安全 信息感知 风险预警 安全主动控制
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基于AIS轨迹重现任务的船舶路径跟踪迭代控制
6
作者 李志豪 张国庆 +1 位作者 李纪强 张显库 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期272-279,共8页
[目的]针对欠驱动船舶跟踪精度低、系统模型不确定性和时变海洋环境干扰的路径跟踪问题,设计一种基于船舶自动识别系统(AIS)轨迹重现任务的高精度迭代控制策略。[方法]首先,通过结合AIS数据和动态虚拟船(DVS)制导算法,提出一种基于AIS... [目的]针对欠驱动船舶跟踪精度低、系统模型不确定性和时变海洋环境干扰的路径跟踪问题,设计一种基于船舶自动识别系统(AIS)轨迹重现任务的高精度迭代控制策略。[方法]首先,通过结合AIS数据和动态虚拟船(DVS)制导算法,提出一种基于AIS数据驱动的制导方法。其次,引入鲁棒神经阻尼技术和动态面控制(DSC)方法来逼近模型不确定项和对虚拟控制律的复杂求导,避免了“计算爆炸”的问题。再次,基于传统的鲁棒控制方法,引入迭代学习控制策略完成最终控制器设计。最后,通过李雅普诺夫定理,证明所提出的控制器具有半全局一致最终有界(SGUUB)稳定性质,并且在时变海洋环境干扰下进行仿真实验验证。[结果]结果表明,在此控制策略下的船舶路径跟踪具有高精度、鲁棒性强的特点,且平均控制精度能够有效保持在0.5m内。[结论]对特定复杂水域的船舶安全航行和轨迹重现任务具有重要意义。 展开更多
关键词 欠驱动船舶 路径跟踪 迭代学习控制 动态面控制
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基于交通波理论的内河航道拥塞度预测方法研究
7
作者 余庆 赖伟鑫 +2 位作者 曹德胜 万程鹏 沈欣怡 《中国航海》 北大核心 2025年第1期50-59,共10页
为实现对航道拥塞度的预测,基于交通波理论提出一种考虑最大排队长度的拥塞度预测方法。模型基于船舶自动识别系统(AIS)数据提取交通流特征参数,结合船舶在不同水域的航行行为差异,提出航路特征区域划分方法。在此基础上,选取交通波理... 为实现对航道拥塞度的预测,基于交通波理论提出一种考虑最大排队长度的拥塞度预测方法。模型基于船舶自动识别系统(AIS)数据提取交通流特征参数,结合船舶在不同水域的航行行为差异,提出航路特征区域划分方法。在此基础上,选取交通波理论中排队长度作为拥塞度评价指标,提出基于高斯过程回归的最大排队长度预测方法,实现对航道拥塞程度的预测。针对长江流域裕溪河段开展案例研究,结果表明:该航段2020年7月最大排队长度理论值为0.98 km,建立回归模型的Adjusted R^(2)为0.88,预测最大排队长度1.34 km,与理论值误差0.37 km。该模型具有较高的可解释性,能实现对航道拥塞度的预测,本研究可为海事监管服务水平提升提供理论依据。 展开更多
关键词 DBSCAN聚类 交通波理论 最大排队长度 高斯过程回归 交通流饱和度
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基于L1-GPR的船舶航向航迹控制方法研究
8
作者 李诗杰 何家伟 +2 位作者 刘佳仑 刘泰序 徐诚祺 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期278-288,共11页
[目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的... [目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的航向航迹控制方法,并利用Lyapunov控制函数推导控制律,以证明闭环控制系统一致全局渐近稳定。利用GPR对船舶航行过程中的突发干扰和环境干扰进行建模,并通过与自适应律结合的方式达到快速消除干扰影响的效果。[结果]考虑突发干扰和时变扰动的航向与航迹控制仿真实验结果表明,L1-GPR控制相比传统的L1自适应控制其平均绝对航向误差可减少约9.88%和23.2%,最大绝对航向误差可减少约8.49%和12.1%,能够有效减少环境干扰影响,快速达到稳定状态。[结论]所提航向航迹控制方法能够有效抵抗航行过程中的各种干扰。 展开更多
关键词 船舶 运动控制 模型参考自适应控制 高斯过程回归 航向控制 航迹控制
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参数摄动下欠驱动USV全局积分滑模控制技术研究
9
作者 马浩哲 赵江滨 +1 位作者 韦海宇 谈威 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期112-117,共6页
在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从... 在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从而得出速度虚拟控制输入,其次通过全局积分滑模(GISMC)控制设计动态控制器,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿,并通过李雅普诺夫函数保证整个闭环系统的稳定性。最后通过对2种不同曲率轨迹的跟踪仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水面无人艇 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论 积分滑模控制 参数摄动
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船用超临界CO_(2)动力循环发电系统负载扰动控制研究
10
作者 丁文康 孙玉伟 +2 位作者 俞文杰 秦天阳 吕军帅 《船海工程》 北大核心 2025年第4期57-65,共9页
当船用超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环发电系统面对用户负载扰动时,可能会导致系统运行热效率下降、安全性降低等问题。为确保系统安全高效运行,需制定最优的多方式联合控制策略。搭建再压缩式S-CO_(2)动力循环发电系统的动态仿真模... 当船用超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环发电系统面对用户负载扰动时,可能会导致系统运行热效率下降、安全性降低等问题。为确保系统安全高效运行,需制定最优的多方式联合控制策略。搭建再压缩式S-CO_(2)动力循环发电系统的动态仿真模型,分析负载降低时的系统动态响应情况,并分别获取各控制方式和组合控制方式对轴转速及系统关键节点参数的影响,以指导负载扰动控制策略的制定。研究表明,系统负载降低20%时,主压缩机出口压力提高1.4 MPa,主轴转速超出设计值10.9%;对比控制方式策略,其中基于透平旁通阀和储罐的组合控制方式对主轴转速进行调控的负载扰动效果最佳,系统128 s恢复稳定,且系统内最高压力仅略超出设计值0.17 MPa。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)动力循环 数值建模 动态特性 负载扰动
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基于元胞自动机的内河顺直航段交通流建模与仿真研究
11
作者 吴剑宇 齐乐 +2 位作者 肖隽扬 季园园 BALLING Robert 《中国航海》 北大核心 2025年第2期62-71,共10页
内河航运作为连接国内外市场的纽带对支撑国内国际双循环起着非常重要的作用,而内河可航水域有限,且随着运输需求的增加及对水上交通服务要求的提高,内河船舶交通安全和效率问题受到越来越多关注。有必要深入探究内河交通流的规律和特性... 内河航运作为连接国内外市场的纽带对支撑国内国际双循环起着非常重要的作用,而内河可航水域有限,且随着运输需求的增加及对水上交通服务要求的提高,内河船舶交通安全和效率问题受到越来越多关注。有必要深入探究内河交通流的规律和特性,对交通效率与安全、航道通过能力等开展研究,而交通流仿真是重要的方法之一。通过对内河船舶航行行为特征进行调研和分析,在元胞自动机模型的基础上,考虑顺直航段中船舶的汇入、驶出等船舶微观行为,制定针对不同船舶微观行为的演化规则,建立适用于内河顺直航道的交通流仿真模型,并以长江航道中部分顺直航段为例开展仿真模拟试验。结果表明:该模型可较好地模拟船舶在航道中微观行为,且模拟得到的交通流特征与实际相符。研究成果可为长江航道交通流分析、水上交通监管、航道规划和交通流预测等提供理论和技术支持。 展开更多
关键词 船舶交通流仿真 内河顺直航道 元胞自动机 航道规划
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船舶远程驾驶人机主从博弈控制方法研究 被引量：1
12
作者 李晨 严新平 +2 位作者 刘佳仑 黄亚敏 李诗杰 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期21-31,74,共12页
针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器... 针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器的状态空间推导主从博弈的Stackelberg微分对策,使用Fan-GFlicksberg不动点定理证明纳什均衡解的存在性与唯一性。根据驾驶风格和操纵技能预分配驾驶权重,基于模型预测控制方法设计轨迹跟踪器,采取反馈校正方式在有限时域内滚动优化,综合考虑船舶安全航行边界、碰撞风险和人机冲突程度在线进行调节。选取船舶横向偏移误差和驾驶员操作负荷等评价指标,在内河操纵环境下验证了方法的有效性。仿真结果表明:本文所提出的主从博弈控制方法能够为具备不同驾驶风格和操纵技能的作业人员提供个性化辅助,当驾驶员和共驾控制器发生意图冲突时,根据航行风险对预分配权重进行调节,在确保航行安全的前提下使船舶尽可能满足驾驶员的操纵意图。 展开更多
关键词 水路运输 船舶远程驾驶 人机协同 共享转向控制 模型预测 控制权重调节
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基于改进反步滑模控制算法的拖轮自主靠泊控制 被引量：4
13
作者 刘佳仑 董智霖 +2 位作者 李诗杰 游旭 胡英俊 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期119-127,共9页
[目的]针对拖轮的自主靠泊控制问题,研究基于虚拟船领导的目标跟踪控制策略在拖轮自主靠泊中的应用。[方法]首先,将拖轮的自主靠泊过程转变为虚拟拖轮和实际拖轮的目标跟踪控制过程;然后,设计靠泊系统的运动学模型,考虑靠泊场景中的特... [目的]针对拖轮的自主靠泊控制问题,研究基于虚拟船领导的目标跟踪控制策略在拖轮自主靠泊中的应用。[方法]首先,将拖轮的自主靠泊过程转变为虚拟拖轮和实际拖轮的目标跟踪控制过程;然后,设计靠泊系统的运动学模型,考虑靠泊场景中的特殊环境干扰,使用反步法和滑模控制法(SMC)设计全回转尾推进拖轮的自主靠泊控制器,提供了3种不同的滑模面设计并使用李雅普诺夫函数进行稳定性验证;最后,采用仿真实验的方式,通过靠泊轨迹、速度误差和距离误差来对控制的效果进行验证。[结果]仿真实验结果表明,设计的拖轮自主靠泊控制策略以及控制器在拖轮自主靠泊场景中具有较好的效果,面对系统的不确定干扰有较好的表现。[结论]该控制策略以及靠泊控制器的适用性以及鲁棒性较好,以全新的角度实现了拖轮自主靠泊控制,为后续拖轮的靠泊控制研究提供了新的方向。 展开更多
关键词 欠驱动拖轮 自主靠泊 目标跟踪控制 反步法 滑模控制
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融合COLREGs的水上交通场景认知建模
14
作者 文元桥 程小东 +3 位作者 黄亮 黄亚敏 徐顺强 钟书彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期151-161,共11页
为实现国际海上避碰规则(COLREGs)场景的语义表达与推理,让船舶具备类人的水上交通场景理解与推理能力,提出一种融合COLREGs的场景认知计算建模方法。基于COLREGs水上交通场景的语义描述,将水上交通场景解析为时间、对象、属性、关系、... 为实现国际海上避碰规则(COLREGs)场景的语义表达与推理,让船舶具备类人的水上交通场景理解与推理能力,提出一种融合COLREGs的场景认知计算建模方法。基于COLREGs水上交通场景的语义描述,将水上交通场景解析为时间、对象、属性、关系、行为、事件等要素相互作用的综合体,构建水上交通场景的概念模型;采用本体建模实现COLREGs场景概念模型的结构化表达;通过定义语义计算操作函数和触发集搭建COLREGs场景认知计算框架,进而提出一种基于逻辑推理的场景认知计算方法。选取厦门港环境和船舶AIS数据,在场景语义抽取的基础上对COLREGs场景认知模型进行案例验证,结果表明:相对于数据驱动的方法,所提模型能够对场景中的对象属性、船舶行为、事件等进行描述和语义计算,并能更好地支持场景中各类要素相关知识的获取与查询。研究提出的场景认知建模方法对于船舶实现规则约束下的场景自主认知具有可行性和有效性。 展开更多
关键词 水路运输 COLREGS 水上交通场景 知识建模 知识表达 本体
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基于虚拟网关的交通基础设施监测点位数据接入方法
15
作者 黄亮 邹鹏 +3 位作者 曹菁菁 胡健 颜泽锌 黄小蝶 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期50-59,共10页
针对交通基础设施点位监测数据来源多样、结构各异、协议不一的特点,分析具体接入需求,提出一种基于Netty架构的交通基础设施监测点位数据接入虚拟网关。阐述网关接入监测点位的配置方法及集群分配策略,定义超文本传输协议(HTTP)、传输... 针对交通基础设施点位监测数据来源多样、结构各异、协议不一的特点,分析具体接入需求,提出一种基于Netty架构的交通基础设施监测点位数据接入虚拟网关。阐述网关接入监测点位的配置方法及集群分配策略,定义超文本传输协议(HTTP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)下的数据传输格式,设计一种数据传输消息的编码和校验机制。在真实监测数据样本增强的基础上,利用分布式消息模拟工具对虚拟网关性能进行测试,结果表明,该虚拟网关实现了多点位多协议的交通基础设施监测数据统一接入,每亿条数据接入时间、存储时间分别达到8.14 s和9.75 s,平均数据溯源时间为2.96 s,具有亿级规模点位监测数据的接入能力,可为交通基础设施数字化监测的研究和应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 Netty框架 Kafka消息队列 数据接入 平台化 物联网数据
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构网型变流器功率同步控制稳定性机理分析 被引量：13
16
作者 方正 黄云辉 +3 位作者 严文博 王栋 唐金锐 周克亮 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期101-108,共8页
构网型变流器具有“主动构网”能力,可以为电网提供阻尼和频率支撑,但在低阻抗电网下存在稳定性问题。为了研究低阻抗下构网型变流器功率同步控制稳定性机理,首先,建立了体现功率同步动态特性的构网型变流器接入交流电网小信号模型。然... 构网型变流器具有“主动构网”能力,可以为电网提供阻尼和频率支撑,但在低阻抗电网下存在稳定性问题。为了研究低阻抗下构网型变流器功率同步控制稳定性机理,首先,建立了体现功率同步动态特性的构网型变流器接入交流电网小信号模型。然后,以功率同步控制为主体,在牛顿动力学体系框架内,建立了构网型变流器接入低阻抗电网的动力学模型,将功率的偏移量分解为同步分量和阻尼分量,用以表征功率同步控制的稳定性。接着,结合模态分析和动力学特性分析,通过研究特征根轨迹和参与因子曲线,以及阻尼分量和同步分量的变化,分析了电网强度和控制参数等对功率同步控制的影响规律,揭示其内在机理。最后,通过构网型变流器接入电网的仿真模型验证了结论的正确性。 展开更多
关键词 构网型变流器 功率同步控制 小信号稳定性 动力学特性
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基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化研究 被引量：14
17
作者 严文博 黄云辉 +2 位作者 王栋 唐金锐 周克亮 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1532-1541,共10页
构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题。针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法。首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法... 构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题。针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法。首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法得出构网型储能变流器强电网下稳定性变差甚至振荡失稳的结论。然后,提出基于虚拟母线电压控制的稳定性优化方法,通过改变有功功率环跟踪电网电压相位的位置等效提高电网阻抗,从而提高强电网下构网型储能变流器系统并网的稳定性。接着,分析不同工况下加入虚拟母线电压控制前后系统的特征根变化趋势和稳定性提升效果,同时也分析了虚拟母线电压控制参数中补偿系数k和时间常数t对稳定性的影响并给出一般参数设计范围。最后,在MATLAB/Simulink中搭建构网型储能变流器并网模型进行时域验证,进一步搭建硬件在环实验平台进行半实物验证,验证结果表明基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器在强电网下的稳定性明显提高。 展开更多
关键词 构网型储能 小信号稳定性 虚拟母线电压控制 稳定性优化
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船舶自抗扰无模型自适应航迹控制 被引量：10
18
作者 李诗杰 徐诚祺 +2 位作者 刘佳仑 徐子茜 孟凡彬 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期280-289,共10页
[目的]旨在研究船舶在真实海况下航行面临复杂环境干扰的影响,控制船舶克服干扰,实现航迹跟随、智能航行。[方法]首先,将无模型自适应控制(MFAC)算法引入自抗扰控制器(ADRC)中,设计改进自抗扰无模型自适应控制(ADRC-MFAC)算法,通过ADRC... [目的]旨在研究船舶在真实海况下航行面临复杂环境干扰的影响,控制船舶克服干扰,实现航迹跟随、智能航行。[方法]首先,将无模型自适应控制(MFAC)算法引入自抗扰控制器(ADRC)中,设计改进自抗扰无模型自适应控制(ADRC-MFAC)算法,通过ADRC跟踪系统的实时状态、识别系统所受未知扰动,根据MFAC建立输入数据(舵角)与输出数据(航向角、角速度)之间的非线性关系,实现稳定的航向控制。然后,结合自适应视线(LOS)制导策略,通过动态航向控制实现对航迹的精准控制。[结果]仿真结果表明,所设计的控制器能够控制船舶快速航行至预设轨迹并沿轨迹行进,在复杂环境扰动下仍能够实现理想的航迹控制。[结论]研究成果不依赖船舶具体模型,可为船舶航迹控制提供参考。 展开更多
关键词 航迹控制 自抗扰控制算法 无模型自适应控制算法 数据驱动控制
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虚假数据注入式攻击下无人水面船舶自适应神经输出反馈轨迹跟踪控制 被引量：1
19
作者 祝贵兵 吴晨 马勇 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1472-1484,共13页
本文主要研究网络环境下无人水面船舶(Unmanned surface vessels,USVs)遭受虚假数据注入式(False-data-injection,FDI)攻击的跟踪控制问题.其中,内部和外部不确定以及输入饱和约束等实际因素均考虑在设计中.在控制设计过程中,为避免将... 本文主要研究网络环境下无人水面船舶(Unmanned surface vessels,USVs)遭受虚假数据注入式(False-data-injection,FDI)攻击的跟踪控制问题.其中,内部和外部不确定以及输入饱和约束等实际因素均考虑在设计中.在控制设计过程中,为避免将船舶速度的攻击信号引入闭环系统,采用分类重构思想,构造一种新的神经网络(Neural network,NN)状态观测器,同时重构船舶速度和攻击信号.进一步,在backstepping设计框架下,利用重构的攻击信号补偿USVs运动学通道因虚假数据注入式攻击引起的非匹配不确定项.在动力学设计通道中,利用自适应神经技术和单参数学习法,重构由内部和外部不确定组成的复合不确定部分,进而提出自适应神经输出反馈控制方案.理论分析表明,即便在FDI攻击、内外不确定以及执行器饱和约束的情况下,所提控制方案仍能迫使USVs跟踪给定的参考轨迹.同时,仿真和比较结果证实了所提控制方案的有效性和优越性. 展开更多
关键词 无人水面船舶 虚假数据注入式攻击 跟踪控制 单参数学习法 自适应神经控制 输出反馈
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我国建设世界一流海洋港口的路径研究 被引量：6
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作者 严新平 涂敏 +2 位作者 杨家其 徐浩然 张桐霞 《中国工程科学》 北大核心 2025年第1期236-247,共12页
海洋港口是实现陆海统筹、发展海洋经济的关键节点,加快建设世界一流海洋港口是提升港口综合服务能力和绿色智慧安全发展水平、实现港口高质量发展的重要途径。本文面向我国建设世界一流海洋港口的现实需求,辨识出世界一流海洋港口的基... 海洋港口是实现陆海统筹、发展海洋经济的关键节点,加快建设世界一流海洋港口是提升港口综合服务能力和绿色智慧安全发展水平、实现港口高质量发展的重要途径。本文面向我国建设世界一流海洋港口的现实需求,辨识出世界一流海洋港口的基本特征和发展趋势,梳理了我国建设世界一流海洋港口的现状和面临的挑战。重点研判了我国建设世界一流海洋港口过程中近中期、中长期、远期等主要阶段的发展目标,明确了我国建设世界一流海洋港口的重点任务,包括智能感知网络建设、数字孪生港口建设、港口新能源应用、港口综合能源系统建设、港口风险评估与预警、“港产城”融合发展、国际营商环境优化、多式联运网络构建。研究建议,在加强港口科技创新、推进港口能源融合发展、提高港口韧性水平、壮大现代航运服务业、完善港口枢纽功能、推进区域港口集群化等方面采取积极行动,明晰我国世界一流海洋港口建设路径,推进港口行业高质量发展。 展开更多
关键词 海洋港口 智能港口 数智化 绿色低碳 韧性提升 高效枢纽
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