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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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一种基于惩罚系数的BP神经网络预测能力

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2013年第2期32卷 174-177页

作者：廖卫强迟岩王国玲集美大学电气自动化教研室福建厦门361021 闽南理工学院电子工程系福建石狮362700 集美大学电子教研室福建厦门361021

为提高BP神经网络训练的预测能力,采用有助于提高BP神经网络逼近精度的Metropolis准则来克服BP神经网络训练学习过程中容易陷入局部极小值的问题;考虑到两类误分的代价不同,利用两个惩罚系数C1和C2,对两类误分给予不同程度的惩罚;采用... 详细信息

为提高BP神经网络训练的预测能力,采用有助于提高BP神经网络逼近精度的Metropolis准则来克服BP神经网络训练学习过程中容易陷入局部极小值的问题;考虑到两类误分的代价不同,利用两个惩罚系数C1和C2,对两类误分给予不同程度的惩罚;采用轮换法的策略来避免因样本不均衡分布带来的负面影响.研究结果表明:所构建的神经网络模型效果令人满意,是行之有效的做法.

关键词： BP神经网络预测局部极小 Metropolis准则惩罚系数误分不均衡分布轮换法

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波浪作用下局部气垫双体船柔性气封变形分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第6期44卷 977-985页

作者：杨静雷孙寒冰李晓文廖卫强集美大学轮机工程学院福建厦门361000 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究局部气垫双体船柔性气封在波浪中的变形特性,本文基于流固耦合方法,采用计算流体力学对局部气垫双体船的艏艉气封形式进行了相应处理。在此基础上,分别研究了航速为3.6和5.0 m/s时,波长为5和7 m时艏艉气封在波浪中的变形和受力... 详细信息

为了研究局部气垫双体船柔性气封在波浪中的变形特性,本文基于流固耦合方法,采用计算流体力学对局部气垫双体船的艏艉气封形式进行了相应处理。在此基础上,分别研究了航速为3.6和5.0 m/s时,波长为5和7 m时艏艉气封在波浪中的变形和受力特性。结果表明:基于流固耦合方法对柔性气封进行处理时,需要通过各个裙指的非粘连来解决大变形带来的网格畸变;在给定杨氏模量为10 MPa下,艏艉柔性气封的变形是微幅的且近似呈现线性规律,变形的均值范围最大不超过0.5 mm;艉气封所受到的压力值均大于艏气封处的压力值,但总的压力值不大于19.0 kPa,这种规律在高速3.6 m/s时更为明显,也与艏艉气封的变形特性相吻合。

关键词：局部气垫双体船波浪作用柔性气封流固耦合变形特性受力特性线性规律压力值

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智能全电船的低能耗路径规划算法研究

中国造船 2021年第2期62卷 245-254页

作者：蒋仁炎俞万能廖卫强王金铎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 船舶辅助导航技术国家地方联合工程研究中心厦门361021

针对以锂电池组作为电源的智能全电船路径规划,考虑包括海流、风和浪的复杂海洋环境对船舶能耗产生的很大影响以及锂电池组有限的能量,提出了一种以能耗最少为主要优化目标的路径规划算法。基于概率路图法构建全电船航行路线图;通过分... 详细信息

针对以锂电池组作为电源的智能全电船路径规划,考虑包括海流、风和浪的复杂海洋环境对船舶能耗产生的很大影响以及锂电池组有限的能量,提出了一种以能耗最少为主要优化目标的路径规划算法。基于概率路图法构建全电船航行路线图;通过分析船舶在海流环境中的阻力模型,建立了全电船的能耗函数;提出了能耗最优的改进A*搜索算法,并且将该算法在不同的海流状态下进行了仿真试验。仿真结果表明,该算法相比于传统的以距离最优算法能够节省更多的能量,得出一条更加经济环保和实际可行的路径,有效地提高了智能全电船的续航能力。

关键词：智能全电船能耗最优路径规划 A*搜索算法概率路图法

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基于相似样本及PCA的光伏输出功率预测

太阳能学报 2016年第9期37卷 2377-2385页

作者：廖卫强张认成俞万能王国玲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 福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021

针对光伏输出功率预测问题,提出相似样本及PCA相结合的光伏输出功率预测模型。通过对光伏发电系统历史发电量数据和气象数据相关性分析,根据辐照度具有时间周期性和邻近相似性的特性选取参考样本,求取预测日与参考样本辐照度的欧氏距离... 详细信息

针对光伏输出功率预测问题,提出相似样本及PCA相结合的光伏输出功率预测模型。通过对光伏发电系统历史发电量数据和气象数据相关性分析,根据辐照度具有时间周期性和邻近相似性的特性选取参考样本,求取预测日与参考样本辐照度的欧氏距离并确定相似样本,采用PCA对相似样本提取主成分作为神经网络的输入,简化网络结构。仿真结果表明,相似样本算法可以有效地对不同天气类型的光伏输出功率进行预测,基于PCA的神经网络模型可进一步提高预测精度、泛化性能更好。

关键词：光伏功率相似样本主成分分析(PCA) 预测

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规则波中局部气垫双体船气封阻力特性分析

船舶力学 2023年第7期27卷 1039-1050页

作者：杨静雷孙寒冰李晓文廖卫强集美大学轮机工程学院福建厦门361000 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为了研究局部气垫双体船艏艉柔性气封在波浪中的阻力特性,本文采用计算流体力学,基于流固耦合方法,对局部气垫双体船的艏艉气封进行柔性处理,研究不同波长下艏艉气封阻力以及船体阻力随波浪的变化情况,并与刚性气封形式的阻力计算结果... 详细信息

为了研究局部气垫双体船艏艉柔性气封在波浪中的阻力特性,本文采用计算流体力学,基于流固耦合方法,对局部气垫双体船的艏艉气封进行柔性处理,研究不同波长下艏艉气封阻力以及船体阻力随波浪的变化情况,并与刚性气封形式的阻力计算结果进行对比。结果表明:局部气垫双体船在波浪中航行时,各阻力成分中船体阻力所占的比重最大,与气封的属性关联性不强,总阻力随不同波长的变化情况与船体阻力相一致;相比于刚性气封形式,柔性艏气封阻力所占总阻力的比值更低,基本在10%以下;在该计算案例中,无论是刚性气封还是柔性气封,艏气封阻力均低于艉气封。

关键词：流固耦合局部气垫双体船柔性气封阻力特性气封阻力

基于太阳能锂电池及柴油发电机组的多能源(光柴储)船舶微网能量控制系统研发

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中国造船 2017年第1期58卷 170-176页

作者：俞万能廖卫强杨荣峰李素文集美大学福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021 集美大学轮机工程学院厦门361021

在多能源船舶综合电力推进系统中,船舶微网的可靠性将直接影响船舶航行的安全。构建一类基于太阳能电池、柴油发电机组以及锂电池的多能源(光柴储)船舶微网系统,提出相应的控制策略,研发基于P LC及总线控制技术的控制系统和系统集成技... 详细信息

在多能源船舶综合电力推进系统中,船舶微网的可靠性将直接影响船舶航行的安全。构建一类基于太阳能电池、柴油发电机组以及锂电池的多能源(光柴储)船舶微网系统,提出相应的控制策略,研发基于P LC及总线控制技术的控制系统和系统集成技术。实船应用结果表明,研发的控制策略实现了各个能量源的有效管理,船舶多能源微网控制系统运行稳定,提高了新能源的利用率和船舶的续航力。

关键词：多能源船舶微网能量控制 PLC

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自动控制发展的若干动向及存在的问题

福建电脑 2003年第9期19卷 3-4页

作者：廖卫强厦门大学自动化系

随着计算机科学技术的迅速发展,原来在自动化存在的或在以前不可能实现的问题都随着科学技术的迅猛发展而得到解决或成为可能。本文针对自动化发展的现状,对自动化学界比较关注的四个方面进行总结回顾,指出了这几个方面发展中存在的问题... 详细信息

随着计算机科学技术的迅速发展,原来在自动化存在的或在以前不可能实现的问题都随着科学技术的迅猛发展而得到解决或成为可能。本文针对自动化发展的现状,对自动化学界比较关注的四个方面进行总结回顾,指出了这几个方面发展中存在的问题,并总结了几个方面现在的研究情况。

关键词：自动控制自适应控制建模鲁棒性计算机控制

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融合拼接注意力机制的船舶轨迹预测方法

控制理论与应用 2024年

作者：吴跃高俞万能曾广淼商逸帆廖卫强集美大学轮机工程学院

船舶轨迹预测对船舶的航行安全有着重要的价值,为提高对船舶未来轨迹的预测精度,本文将基于拼接注意力的Seq2Seq-CA与模型预测控制(MPC)相结合,提出了一种新的船舶轨迹预测方法.通过在Seq2Seq中引入拼接注意力机制,增强了模型对序列特... 详细信息

船舶轨迹预测对船舶的航行安全有着重要的价值,为提高对船舶未来轨迹的预测精度,本文将基于拼接注意力的Seq2Seq-CA与模型预测控制(MPC)相结合,提出了一种新的船舶轨迹预测方法.通过在Seq2Seq中引入拼接注意力机制,增强了模型对序列特征的理解.为进一步提高模型预测轨迹的准确性与运动合理性,采用MPC对预测轨迹概率分布进行纠正,得到最终的输出轨迹.在训练和测试的过程中,为提高对序列数据的利用率,随机初始化序列的起始位置并使用滑动窗口法对序列进行读取.在AIS数据集上测试轨迹预测方法性能,根据定量分析,Seq2Seq-CA相较于原Seq2Seq提高17.2%的预测准确性.通过结合MPC进行轨迹纠正后, Seq2Seq-CA的预测准确性、鲁棒性分别提升39.9%和9.2%.根据定性分析,本文提出的预测方法在不同船舶运动模式下均能更准确合理地预测船舶的未来轨迹.

关键词：注意力机制 AIS数据深度学习轨迹预测模型预测控制