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基于安全等级的动态船舶安全领域模型研究

中国造船 2022年第6期63卷 218-229页

作者：吴川博俞万能集美大学轮机工程学院厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021 福建省近海小型绿色智能船舶系统工程研究中心厦门361021

船舶安全领域模型是智能船舶避碰决策的关键环节,针对传统船舶安全领域模型在碰撞风险系数定量计算方面存在的局限性,以及在不同会遇态势下采取相同的静态模型,且未考虑多船同时会遇本船时模型变化的情况,提出一种考虑两种安全等级的动... 详细信息

船舶安全领域模型是智能船舶避碰决策的关键环节,针对传统船舶安全领域模型在碰撞风险系数定量计算方面存在的局限性,以及在不同会遇态势下采取相同的静态模型,且未考虑多船同时会遇本船时模型变化的情况,提出一种考虑两种安全等级的动态船舶安全领域模型。结合船舶几何形状,综合考虑了会遇过程中目标船和本船的船速比、相对方位、两船距离、最近会遇距离、最近会遇时间5个因素,选取Kijima船舶安全领域模型界定两个安全等级的会遇范围,通过构建危险度隶属函数进行船舶碰撞的危险度评估。在此基础上,选取Gaussian函数为影响函数,将目标船的危险度代入影响函数,通过计算得出该船对安全领域模型各节点方向的分量。在多种不同的单船和多船的会遇态势下对模型进行仿真验证,结果表明:构建的船舶安全领域模型能有效识别目标船的碰撞危险度,可为智能船舶及自动避障航行系统研发提供技术支持。

关键词：船舶安全领域安全等级船舶避碰

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海底数据中心散热结构的优化与仿真

低温与超导 2022年第8期50卷 28-35页

作者：陈星汝陈鑫俞万能严章集美大学轮机工程学院厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021

为了进一步提升海底数据中心的散热效率,提出了一种散热优化系统,在双层壳体结构的基础上结合水泵路径规划方法,求得冷却水分配运输的较优方案。并以冷却水运输成本最低和运行效率最大为优化目标建立混合整数线性模型,通过控制冷却水的... 详细信息

为了进一步提升海底数据中心的散热效率,提出了一种散热优化系统,在双层壳体结构的基础上结合水泵路径规划方法,求得冷却水分配运输的较优方案。并以冷却水运输成本最低和运行效率最大为优化目标建立混合整数线性模型,通过控制冷却水的流速来优化海底数据中心的散热性能。仿真实验的结果证明,所设计的散热优化系统可以使得海底数据中心的能耗大幅度降低。

关键词：海底数据中心散热系统 Matlab 温度场分析

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一种三相并联有源滤波器的仿真研究

系统仿真学报 2007年第20期19卷 4624-4626,4638页

作者：俞万能褚建新上海海事大学航运仿真中心

针对广泛使用的非线性负载产生谐波和导致功率因数较低的问题,在建立三相并联型有源电力滤波器数学模型的基础上,把滑模变结构控制和模糊控制趋近律相结合,设计了一种基于模糊滑模变结构控制策略、用于抑制电网谐波、提高负载功率因数... 详细信息

针对广泛使用的非线性负载产生谐波和导致功率因数较低的问题,在建立三相并联型有源电力滤波器数学模型的基础上,把滑模变结构控制和模糊控制趋近律相结合,设计了一种基于模糊滑模变结构控制策略、用于抑制电网谐波、提高负载功率因数的三相并联型有源电力滤波器。模糊滑模变结构控制方案不仅消除了滑模变结构控制固有的高频颤动现象,对模型不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性,而且改善了系统到达段的品质,同时跟踪误差可收敛到零的一个邻域内。通过仿真对该控制模型进行了验证,结果表明,方案切实可行,系统具有良好的动静态性能。

关键词：数学模型模糊滑模变结构控制并联有源电力滤波器仿真

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太阳能游览船能量控制系统研发

中国造船 2013年第3期54卷 177-183页

作者：俞万能李丹郑为民集美大学轮机工程学院厦门361021

在太阳能游览船综合电力推进系统中,供电系统的可靠性和灵活性将直接影响船舶航行的安全。根据设计船舶的基本参数,提出太阳能游览船电力系统的拓扑结构,设计以PLC为控制器的能量控制系统方案,给出主要功能程序流程,实现以多种方式监视... 详细信息

在太阳能游览船综合电力推进系统中,供电系统的可靠性和灵活性将直接影响船舶航行的安全。根据设计船舶的基本参数,提出太阳能游览船电力系统的拓扑结构,设计以PLC为控制器的能量控制系统方案,给出主要功能程序流程,实现以多种方式监视、保护、控制和调节电池的运行方式,确保船舶电力系统连续优质供电,为船舶不同能源的综合利用和统一管理提供保障。实船运行表明,该控制系统的设计能有效提高船舶续航能力,满足太阳能游览船供电系统可靠性的要求。

关键词： PLC 太阳能游览船能量控制

小型电力推进船舶电力系统谐波抑制的仿真研究

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中国造船 2008年第B10期49卷 186-191页

作者：俞万能集美大学轮机工程学院福建厦门361021

建立了小型电力推进系统谐波分析的数学模型,进行了谐波抑制装置的设计;利用MATLAB,采用分层结构和模块化设计实现了该系统和谐波抑制装置的数字仿真。仿真结果证明了该仿真模型和设计方法的正确性。

关键词：船舶、舰船工程电力推进船舶电力系统数字仿真谐波抑制

基于能量实时协调控制的船舶微电网电源优化配置

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中国造船 2017年第4期58卷 191-202页

作者：廖卫强俞万能张认成华侨大学机电及自动化学院厦门361021 集美大学轮机工程学院厦门361021

论文以风、光、柴、蓄能源混合的独立船舶微电网为研究对象,对分别作为主控制电源的柴油发电机组和蓄电池储能系统提出了两种不同的运行控制模式,并相应设计了两种能量管理调度策略。针对系统的电源优化配置问题,构建了计及系统全寿命... 详细信息

论文以风、光、柴、蓄能源混合的独立船舶微电网为研究对象,对分别作为主控制电源的柴油发电机组和蓄电池储能系统提出了两种不同的运行控制模式,并相应设计了两种能量管理调度策略。针对系统的电源优化配置问题,构建了计及系统全寿命周期的设备成本、微电网容量缺失及污染物治理成本为目标函数的三目标优化设计模型。该模型采用非支配性排序遗传算法(NSGA-II)进行求解,对不同电源组合、不同能量控制策略对独立微电网多目标配置优化结果的影响进行研究分析。通过在同一电源配置下采用不同策略和不同蓄电池荷电状态(SOC)上限,对各电源输出功率情况影响的仿真结果分析,验证了优化模型的实用性和科学性。

关键词：船舶微电网协调调度优化配置 NSGA-Ⅱ

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水面无人艇远程控制系统设计与实验

集美大学学报（自然科学版） 2022年第6期27卷 515-523页

作者：王珺俞万能李光泽集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021 福建省近海小型绿色智能船舶系统工程研究中心福建厦门361021

针对海上复杂环境对水面无人艇操纵性能的影响,在风、浪等环境因素干扰下研究基于模糊PID(proportional integral differential)的无人艇航向偏差控制,开发以DSP(digital signal processing)结合ARM为核心控制器的艇载运动控制系统,采... 详细信息

针对海上复杂环境对水面无人艇操纵性能的影响,在风、浪等环境因素干扰下研究基于模糊PID(proportional integral differential)的无人艇航向偏差控制,开发以DSP(digital signal processing)结合ARM为核心控制器的艇载运动控制系统,采用阿里云服务器、Web服务器、Apache服务器及MySQL数据库,研发无人艇远程控制系统,并集成研发了样船。实验表明,所研发的无人艇远程控制系统具有远程通信、运动控制、状态监测、数据存储和数据共享的功能,能够满足远程通信实时性、运动控制灵活性精确性的设计要求,进一步提高对无人艇航迹控制精度,为近海小型智能船舶的研发奠定基础。

关键词：水面无人艇船载运动控制器远程控制模糊PID控制器

基于GPRS与Delphi的太阳能游览船无线监控中心设计

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中国造船 2014年第4期55卷 159-163页

作者：李素文吴永红俞万能集美大学轮机工程学院厦门361021 中国船级社福州分公司福州350001

为了更好地对太阳能船舶设备进行管理以及运行状况分析,提高船舶运营安全性和经济性,设计了基于通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)与Delphi开发软件的太阳能游览船舶无线监控中心。通过对系统设计需求的分析,采用PLC... 详细信息

为了更好地对太阳能船舶设备进行管理以及运行状况分析,提高船舶运营安全性和经济性,设计了基于通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)与Delphi开发软件的太阳能游览船舶无线监控中心。通过对系统设计需求的分析,采用PLC进行实时采集机舱设备的主要信息,然后通过GPRS无线网络将信息传送到监控中心PC机;PC机通过网络把接收到的数据储存于SQL数据库,并输送到基于Delphi开发软件的人机界面上显示;且当设备发生异常情况时,Delphi开发软件给出报警信息,方便工作人员查询。

关键词：太阳能游览船 GPRS 无线通信 Delphi

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基于DSP的船舶非线性负载谐波抑制研究

基于DSP的船舶非线性负载谐波抑制研究

作者：俞万能上海海事大学

学位级别：硕士

多模式机舱综合仿真系统实验室的建设是由交通部专项实验室基金资助的项目。航运事业的迅速发展，推动了造船业的发展，涌现了多种推进模式，而现代船舶电力推进模式全面融合了目前最先进的数控技术，网络技术以及动力和机电控制领域的... 详细信息

多模式机舱综合仿真系统实验室的建设是由交通部专项实验室基金资助的项目。航运事业的迅速发展，推动了造船业的发展，涌现了多种推进模式，而现代船舶电力推进模式全面融合了目前最先进的数控技术，网络技术以及动力和机电控制领域的最新成果，其中，吊舱式电力推进系统最具有先进性，已引起国际造船和航运界的高度重视。国内对这一方面的研究虽起步较晚，但进入新世纪以来发展迅速，前景看好。由于在电力推进系统中必须使用大功率电力电子器件和船舶自动化机舱系统中大量应用各种电气设备，而这些设备由于利用开关器件的通断对电能进行变换，必然会产生无功电流和高次谐波，引起波形失真，对电力系统的稳定以及各项设备和通信产生日趋严重的有害影响。在由上海市教委科技项目(编号03IK14)和上海市科技发展基金项目(编号021107013)支持的“多模式船舶综合电力系统和电力推进系统的仿真”课题中，进行抑制谐波和改善船舶电能质量方面的研究工作。本论文进行根据船舶特点的谐波抑制研究，并进行基于DSP和SVPWM算法的有源滤波器的研究开发。本论文设计并实现了基于DSP平台和SVPWM算法的有源滤波器的硬件系统和软件系统，为提高船舶综合电力系统的电能质量及谐波抑制探索了技术路线，提供了一个开发平台。本文工作主要包括： 1、基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法研究 2、以DSP为核心的硬件系统设计 3、补偿电流控制算法的研究 4、补偿电流主电路的设计 5、国外产品的试验比较本论文设计和开发了一个基于DSP平台的电力谐波抑制有源控制系统。系统通过实时检测电网中的谐波，控制有源滤波主电路产生补偿电流，同时对谐波电流进行实时补偿，从而达到谐波抑制的目的。系统主要由谐波检测和谐波控制两部分组成。谐波检测的设计基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法，其最大优点就是实时性强，更适合于实用的情况。谐波控制的设计思想是基于不定频滞环的SVPWM电流控制算法，这种算法把直流电压利用率提高了15.4％，有效地降低了功率开关管的开关损耗，可以根据被跟踪的电流矢量，优化选择三相VSR空间电压矢量进行SVPWM电流跟踪控制，从而在相对低的开关频率条件下较好地跟踪电流指令。

关键词： DSP 谐波抑制 SVPWM 瞬时无功功率