“互联网+”背景下电气工程专业留学生线上授课面临的困境及对策

随着社会的不断发展,电气工程专业对于人才培养质量提出了更高的要求,加之“一带一路”倡议的深度推进,电气工程更要着力培养应用型人才,满足一线用人需求。“互联网+”背景下电气工程专业留学生教育工作的落实着眼于线上授课所面临的困境,如时差问题、网络学习设备问题,还有一些现场教学问题,探索在教学落实的过程中加强管理,服务学生线上学习,构建网络教学平台,推进教学内容聚合。提高教师教学创新热情,通过师生互动、微信群补充、督导团反馈等多种方式,加强对留学生的心理辅导与人文关怀,推进跨地域、跨国界授课工作中“停课不停学”目标顺利实现。

舰船能量管理网络与电力系统的信息物理联合仿真

[目的]随着能量管理网络在舰船电力系统中的广泛应用,其非理想特性对电力系统运行性能的影响日趋明显。为了分析两个系统之间的紧耦合特性,提出一种信息网络与电力系统仿真相结合的信息物理联合仿真方法。[方法]该方法分别以OPNET网络仿真软件和Matlab/Simulink软件作为能量管理信息网络与电力系统的仿真平台,基于统一的联合仿真框架实现平台之间的数据交互接口和时钟同步功能;搭建舰船电力系统中同步发电机组并联带负载的联合仿真模型,分析能量管理信息网络中链路固有延时、网络背景流量等特性对电力系统功率二次分配过程的影响。[结果]仿真结果表明:添加链路延时(2和5 ms)之后,整个控制环节的总延时分别约为12和30ms,网络链路的固定延时对电力系统响应产生了明显影响;当网络背景流量导致链路过载时,数据包延时和系统闭环控制延时将逐渐增加,而系统在仿真后期将趋于失稳发散。[结论]该方法可为未来舰船电力系统与能量管理系统的耦合研究提供有效的仿真手段。

基于改进旋转门算法的船舶综合电力数据压缩技术分析

[目的]为了积累船舶综合电力大数据资源,特别是在船舶计算资源相对受限的情形下实现对大规模历史数据的有效压缩,提出改进旋转门数据压缩算法。[方法]首先,针对船舶综合电力系统(IPS)实时数据特性,引入数据压缩精度指标,利用期望误差与实际解压缩误差之间的偏差进行负反馈;其次,对压缩偏差?E进行动态调整,降低压缩偏差?E的设置难度;最后,对不同特性的数据序列进行测试。[结果]结果表明,提出的算法能够满足典型船舶综合电力业务中的数据压缩精度,并能在保证精度的前提下维持较高的压缩比,算法实测中压缩率可达初始数据的1/10~1/5。[结论]所提数据压缩算法具备较好的压缩精度和压缩比,能有效提升船舶综合电力历史数据的存储效率。

船舶综合电力系统重构技术现状及展望

当前,船舶综合电力系统(IPS)正朝着复杂化、模块化、自动化方向发展,研究快速、稳定、能够应对各种突发状况的船舶综合电力系统重构技术对保障船舶安全和可靠航行具有重要意义。首先,综述当前国内外在船舶综合电力系统重构技术方面的研究进展,讨论集中式重构和分布式重构的特点,并对数学优化算法、启发式算法、人工智能算法等进行归纳总结;然后,分析面对多重并发故障时重构技术所面临的困难与挑战,提出需重点关注混杂系统建模和分层分布式重构框架的建立;最后,从重构模型建立、算法优化、分布式架构等方面对未来船舶综合电力系统重构的发展提出设想和建议。

舰船综合电力系统的多混合储能协同控制方法

[目的]针对舰船综合电力系统中的分布式混合储能系统(HESS),为实现多个HESS之间的相对一致性,以及单个HESS内部超级电容储能与电池储能之间的合理功率分配,提出一种基于储能装置荷电状态(SOC)的多HESS协同控制方法。[方法]单个HESS的控制外环将采用下垂控制方法来实现功率的初始分配,而内环稳压控制则采用主从控制模式,以减少各HESS之间的通信需求。鉴于超级电容动态响应快,但容量偏小、电池储能容量较大的特点,在单个HESS内部,基于超级电容的SOC值计算电池的输出功率;在多个HESS之间,基于内部电池的SOC值计算每个HESS的充/放电总功率。[结果]通过PSCAD/EMTDC仿真,在舰船高能负载投切和随机波动工况下,验证了多HESS的放电响应特性。在充、放电模式变换工况下,母线电压波动处于2.5%的偏移允许范围之内;超级电容SOC控制在上限和下限之间,且基本维持了2个超级电容单元SOC的一致性;在充、放电模式下,锂电池均仅在超级电容受限时工作。[结论]在不依赖高、低通滤波单元的前提下,多混合储能协同控制方法具有较好的母线电压稳定能力和较强的鲁棒性。

综合电力推进系统风险预测评估方法

为了解决综合电力推进系统在复杂环境下的风险评估延时性高和应对策略难以实时制定的问题,本文提出了一种综合电力推进系统风险预测评估方法。将传统HMM算法、Viterbi算法与统计学理论相结合,对未来连续时间点所处的工作状态进行预测分析,然后采用MHMM-Viterbi算法根据系统运行状态和外界因素影响,预测分析系统内各单元子系统在未来一段时间的工作状态,建立系统的网络拓扑风险评估模型,采用蒙特卡洛模拟系统失效状态,得到风险预测评估结果,最后以船舶综合电力推进系统为例,对本文提出的方法进行了验证。实验表明:系统风险发生概率等参数随海况等级变化而时序波动,与系统在海上航行时记录的实际风险情况相符合。

“一带一路”倡议下的电气学科发展研究

“一带一路”倡议的实施离不开远洋贸易、海洋运输、设施建设等诸多方面有效配合,因此需要大量船海电气工程领域人才。本文通过结合课程设计、科技创新、实践实习、校企合作4个方面,提出9条协同培养机制,使船海电气工程学科的毕业生更适应新时期就业形势下的人才市场需求。

一种基于聚类的航海雷达海面风速反演算法

针对基于X波段航海雷达图像提取海面风速传统模型存在精度低和稳定性差的问题,综合考虑海面风速提取影响因素的情况,提出聚类算法重构海面风速提取模型.结合传感器及雷达图像信息对风速影响因素数据进行归一化,使数据在同一坐标范围内;基于聚类算法对数据进行分类,剔除异类数据对风速提取模型的影响;最后,针对海面风速与雷达回波强度的非线性关系,对剔除异类数据应用非线性二次函数确定海面风速提取模型.通过实测数据验证:聚类算法模型得到风速相对传统模型提取精度提高了74.3%,表现出更好的稳定性.

风险因素影响下无人船智能路径规划方法

针对基于A^(*)算法的无人船路径规划存在的单一性与安全性问题,提出一种考虑风险的改进A^(*)算法进行无人船路径规划以获得全局最优路径。对于传统A^(*)算法进行无人船路径规划时存在的单一性问题,通过引入障碍干扰值约束对A^(*)算法进行搜索优化,引入变向干扰值约束对搜索到的路径进行航向优化,利用贝塞尔曲线对路径进行航迹平滑,从而得到一条A^(*)算法优化路径,再利用多路径搜索算法获得多条平衡了航行代价和路径相似度的路径。通过风险评估函数对所有获得的路径进行风险评估以获得全局最优路径。实验结果表明,通过对A^(*)算法的优化,路径规划的安全性提升,满足无人船在复杂环境中航行的要求。