采用深度学习的永磁同步电机匝间短路故障诊断方法

针对永磁同步电机匝间短路故障诊断方法因结构复杂、样本特征稀少和大数据冗余等因素引起的诊断困难问题,基于生成式对抗和稀疏自编码深度学习网络提出一种高效准确的匝间短路故障诊断方法。该方法通过采集永磁同步电机负序电流和转矩特征信号,利用生成式对抗神经网络完成样本数据扩张,构建鲁棒、多样的训练集合,结合稀疏自编码网络实现高效准确的故障特征分类、诊断。实验表明该方法实现了对永磁同步电机负序电流和转矩特征信号的样本数据扩张,构建了优化深度网络实现高效准确的电机匝间短路诊断。数据显示,采用此方法的匝间短路故障诊断准确率高达99.4%。

基于霍尔传感器的永磁同步电机高精度转子位置观测

为了获得较高精度的永磁同步电机转子位置,提出一种基于开关型霍尔位置传感器的新型转子位置观测算法。当电机低速运行时,采用改进的一阶加速度算法,引入转速与交轴电流估算转子位置;当电机中高速运行时,利用霍尔位置传感器输出的转子位置信号对滑模观测器算法估算的转子位置数值进行分段线性校正,结合改进的一阶加速度算法进行加权平均处理,得到估算的转速和转子位置。实验结果表明,新型观测算法可减小一阶加速度算法滞后性与霍尔传感器安装误差带来的影响,能在宽速度范围内精确地估算电机转子位置,实现永磁同步电机矢量控制系统的高性能控制。

基于SVDD和D-S理论的曲轴轴承故障诊断

针对柴油机故障部位与故障特征之间没有明确对应关系的问题,将信息融合技术引入柴油机故障诊断领域,采用多传感器采集信号、多故障特征提取方法、不同分类器处理结果获得的各种冗余互补信息,使用SVDD方法改进D-S证据理论,并建立两级融合模型进行验证,实现多等级、多层次的诊断。结果表明,该诊断方法正确率高达93%。

智能船舶的顶层规划与体系架构

文章立足于船舶装备、物联网、计算机网络、通讯等技术基础,从顶层规划层面分析智能船舶在功能实现上的基本内涵和在技术实现上的主要外延,适用性地提出了符合智能船舶平台化集成要求的软硬件体系架构及标准化接口体系。以此为设计开发框架,可以敏捷经济地指导智能船舶的规划设计、设备订购、船厂施工、分系统调试、大系统集成与信息融合等应用实现。该文简述了智能船舶的关键技术及应用内容,阐明了集成展示环境对于促进智能船舶推广应用的意义及作用。

海洋科学考察船智能化需求与实现路径

文章讨论了海洋科学考察船在智能化方面的需求来源及主要影响因素,列举了3种可供借鉴的系统在实现方式上的层级划分方法,指明了相应作用;细化讨论了海洋科学考察船关于智能化前端设备、智能化领域系统、智能化集成平台3种粒度类型的需求来源、实现路径、运用形式及相关特点;指出了相关粒度类型的实体可用于船舶智能化需求分析论证、规划设计、配套保障等应用实现,包括粒度划分、功能性能明确,分析了实体间关系及配套方法。

晶闸管过零关断零电压介质恢复阻断影响因素的分析

为了分析晶闸管换流过零的暂态关断恢复特性影响因素,设计了晶闸管强迫过零关断后零电压恢复的试验电路。通过试验系统地研究了影响晶闸管暂态恢复时间的两个重要因素,并且就通流大小、通流时间对晶闸管恢复时间特性具体产生的影响做了详细的分析。分析结果表明,晶闸管通流幅值的增大与通流时间的增长均会对其恢复时间产生不利的影响。

基于虚拟现实技术的事故配电网络模拟训练系统

基于虚拟现实技术研究了一套事故配电网络的模拟训练系统。通过可穿戴式虚拟现实外设与具备逼真现实感的3D虚拟场景进行互动,实现沉浸式全船事故配电网络的全功能虚拟现实操作训练,可提高船员对事故配电网络的组成、设备操作使用的熟悉和掌握程度,同时可降低实操训练强度和训练成本。

基于深度学习的永磁同步电机故障诊断方法

针对永磁同步电机匝间短路和永磁体失磁故障因处理复杂、特征独立单一和样本稀少等因素引起的诊断偏差问题,提出一种基于深度学习变分自编码网络的故障特征样本快速扩展策略及融合稀疏自编码网络的故障诊断方法。通过组合永磁同步电机频域电流、磁通密度、电磁转矩特征,结合变分自编码网络的生成模型实现故障真实样本扩张,构建丰富、多样、更具鲁棒性的训练集合。将优化数据集输入稀疏自编码网络训练诊断模型,用测试数据验证网络的优劣。实验结果表明,相比传统故障诊断方法,该算法能更加高效快速地实现匝间短路及失磁故障诊断。

基于RBF神经网络的船舶电站PID控制器研究

针对船舶电站柴油发电机不确定时延性所带来的非线性调速问题,研究一种基于RBF神经网络的船舶电站PID控制器。对RBF-PID调速控制系统在控制结构上进行了改进,实现对船舶电站柴油发电机非线性调速的快速稳定控制。仿真结果表明:在RBF-PID调速控制系统控制结构中,增加排气压力和排气温度两个输入参数,使得PID参数调节更加灵敏,优化了调速系统性能;改进RBF-PID控制器的调速系统控制参数动态调整规律为:当转速变小、排气总管压力和温度变小时,PID控制参数会调高;当转速变大、排气总管压力和温度变大时,PID控制参数会调小。

环网-辐射形船舶混合配电网络的Levy风驱动故障定位

为了使船舶混合配电网络在发生故障时能更为准确、迅速地定位故障状态及元件,在分析配电网结构特点的基础上,提出一种基于改进风驱动算法的故障定位方法.采用Levy飞行策略改进传统风驱动算法的更新过程兼顾了收敛性,提升了算法的全局寻优能力;同时,引入权重系数以抑制Levy飞行路径过长而引发越过最优解范围的缺陷.通过构建环网-辐射形船舶电网模型,在考虑继电器、断路器拒动/误动条件下,模拟配电网络发生的多点故障.利用基于Levy飞行策略的改进风驱动算法对故障模型进行优化求解,仿真结果说明:Levy风驱动算法具有更高的收敛精度和更快的收敛速度,能有效地定位故障元件.

CAN-Modbus/TCP协议转换的设计与实现

为了解决异构网络之间数据实时通讯的问题,提出了一种CAN-Modbus/TCP协议转换的设计方案。该方案以ARM微处理器作为硬件平台核心,基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ平台设计。针对CAN总线协议和Modbus/TCP协议的特点以及各自的收发流程,提出了一种采用CAN-Modbus/TCP协议转换的模型,用来实现异构网络之间的数据通讯,进行了相关实验,实验结果表明了该模型能很好的将CAN数据与Modbus/TCP数据进行交换,实现异构网络之间数据的实时通讯。

基于EEMD和HHT的低压异步电动机故障诊断

针对船用电动机位置分散、安装环境各异,难以对全生命周期的全过程进行监测的特点,提出了一种利用电动机的振动信号、基于集合经验模态分解和希尔伯特-黄变换相结合的低压异步电动机故障诊断方法。采用集合经验模态分解方法将振动信号分解为各级本征模态函数分量,利用相关系数选取出和原振动信号有关的本征模态函数分量,再利用希尔伯特-黄变换中包络解调的方法,将选取出的本征模态函数分量进行重构,以突出故障的特征信息。经过实验表明,利用电动机的振动信号、基于集合经验模态分解和希尔伯特-黄变换相结合的低压异步电动机故障诊断方法,突出了故障特征,可以对堵转、三相不平衡等常见故障进行有效、准确的识别。

基于SVPWM的变频器死区补偿研究

在结合传统死区补偿方法后,研究了一种补偿矢量合成方法。将理想输出矢量和死区矢量进行矢量合成,并且在软件中将作用分量进行建表查询,列出相应补偿公式。通过MATLAB仿真对比输出电流波形,并在电机实际运行中对振动和噪声数据进行测试列表,通过对比可以看出,该死区补偿对电机的振动和噪声有降低作用。

面向智能船舶的集成信息平台设计

船舶管理迫切需要一个综合信息集成信息云平台,以提升软硬件系统的效率、可靠性、安全性和智能化,综合各级智能子系统,为船舶提供智能支持。本文提出基于大数据、物联网等技术的智能船舶集成信息平台设计方案,以云计算平台和OPC UA标准为支撑,实现各系统数据的模型统一、安全交互和可视化。

改进EEMD算法在缸盖振动信号降噪中的应用研究

针对常规降噪方法应用于柴油机缸盖振动信号降噪时,自适应差且需要根据噪声环境人为调整参数的问题,在传统EEMD算法基础上提出一种改进的EEMD降噪算法,并将其应用于柴油机缸盖振动信号处理。首先对原始信号进行预处理,其次利用总体经验模态分解(EEMD)算法在非线性、非平稳信号处理时的自适应特性,分解原始信号得到各阶本征模态分量,经Savitzky-Golay平滑滤波,再将噪声占主导的高频分量进行阈值去噪,最后得到干净的本征模态分量进行重构。仿真实验和实测结果表明,在输入信号12dB的多种输入信号工况下,改进EEMD算法去噪后信噪比为17.1,比现有去噪方法提升14%。

智能船舶技术和无人驾驶技术研究

智能船舶概念的兴起以及智能船舶技术的日益发展,已使船舶智能化成为全球航运的大势所趋。文中结合中国船级社今年3月正式发布的《智能船舶规范》,具体介绍了智能船舶技术的六大功能模块(智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效管理、智能货物管理和智能集成平台)的主要功能、技术要求,以及实现无人驾驶技术的主要功能和实现难点,对相关技术人员依据《智能船舶规范》进行设计、制造智能船舶方面具有一定借鉴作用。

基于全阶状态滑模观测器的混合永磁记忆电机磁链观测

由于混合永磁记忆电机(HPMMM)永磁体在线充磁与去磁时转子磁链定向难度大,针对HPMMM永磁体在线调磁时磁链观测精度不高的问题,提出了一种基于全阶状态滑模观测器的混合磁链观测方法。该方法采用全阶磁链观测器并结合滑模反馈部分保证电流观测值收敛于真实值,同时对HPMMM定子电流与转子磁链实时观测,进而获得更高精度的转子磁链观测。全阶状态滑膜观测器应用于HPMMM矢量控制策略中,优化了系统整体控制复杂程度。最后通过仿真对比分析,相比传统永磁同步电机而言, HPMMM调速范围更宽,交直轴电流波动较小,收敛于实际磁链速度更快,表明该方法能进一步提高交流脉冲对HPMMM充磁和去磁时磁场定向的准确性,增加系统参数鲁棒性、稳定性。

基于DSP的数字逆变器并联研究及实现

传统电源系统功率大,体积大,可靠性不高,安装维护不便。小功率逆变器并联电源系统,可以随时增减输出功率,满足不同的负载需求,弥补传统电源的一些不足,提供较高的供电质量和增加系统可靠性。设计基于SPWM算法和一种无主从的独立结构,实现了2台功率为1.7 kW的逆变器的并联运行。

基于OPC UA的船舶数据监控系统的设计与实现

设计一种基于OPC UA的船舶数据监控系统,采用OPC UA协议解决船底层不同硬件接口和数据传输协议多样所带来的数据采集和传输的通用性问题,有效地监控设备实时工作状况。数据采集端将数据转换为统一的OPC UA格式,OPC UA客户端通过统一的数据传输接口获取采集端的数据并把数据存储到数据库中。通过Django、JavaScript等相关Web技术,建立B/S模式下的数据可视化平台,以图表形式显示实时数据,使船员及时掌握设备运行状态并进行有效决策,促进船舶领域向着信息化、智能化的方向发展。

基于OpenADR规范的智能船舶数据采集与传输系统

为使智能船舶的底层数据采集和传输达到完整和规范,文章基于物联网技术,参考美国OpenADR通讯规范,以自动需求相应平台硬件和软件的开发设计思路和框架,设计和实现了一套针对智能船舶的数据采集和传输系统,从而为智能船舶上层的应用平台奠定良好的基础。