船舶柴油发电机转速神经网络容错控制

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1、Vo1．29No．62009．6船电技术2009年第6期船舶柴油发电机转速神经网络容错控制施振华(上海海事大学物流工程学院，上海200135)摘要：结合人工神经网络与智能容错控制，形成船舶柴油发电机转速神经网络容错控制。对由故障诊断后获取的特征值进行归一化处理，把经过处理的特征值作为神经网络的输入样本集，设计输出样本集，建立BP神经网络和ELMAN神经网络，用整理后的数据训练神经网络，使神经网络具有容错控制功能，并对神经网络模型进行仿真测试。仿真试验显示可以实现对船舶电力系统容错控制，保证船舶的安全运行。

2、关键词：船舶电站发电机转速控制神经网络容错控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1003．4862(2009)06．041．05RotationfaultTolerantControlofShip’SDieselEngineGeneratorBasedonArtificialNeuralNetworkShiZhenhua(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai200135，China)Abstract：Co

3、mbinedwiththeartificialneuralnetworkwithintelligentfaulttolerantcontrol,rotationspeedcontrolofmarinedieselenginegeneratorisformed．Normalizingthecharacteristicvalueafterfaultdiagnosis．itisasinputsamplesetsofthenervenetworks,theoutputsamplesetsaredesigned,t

4、heBPnervenetworksandELMANnervenetworksarebuilt．Trainingthenervewiththedata，itmakesthenervetohavefaulttolerantcontrolfunction．Simulationismade,theresul~showthatfault—tolerantcontrolcanberealizedformarinepowersystem，andsafeoperationcanbeensured．KeyWords：shi

5、ppowerstation,"generator,"rotationcontrol,"artificialnervenetwork；faulttolerantcontrol1引言语音处理问题而提出来，它是一种典型局部递归网络。由于Elman神经网络在处理贯序数据输入船舶电力系统中，同步发电机由柴油机驱动输出具有优越性，得到了广泛的应用。发出电功率，船舶柴油发电机的控制由转速控制和励磁控制两部分组成。柴油发电机组控制系统的特性直接影响船舶电力系统的供电质量，其转速控制直接影响发电机的有功功率输出和船舶电力网

6、频率的稳定性。船舶柴油发电机转速控制系图1柴油发电机组转速控制系统结构方框图统如图1所示，输出是实际转速。控制器常用的是PID控制器，通过调节柴油机的供油量起到调2ELMAN网络结构节柴油机组转速定速控制作用。ELMAN神经网络包含一个双曲正切s型隐Elman神经网络是Elman于1990年首先针对收稿日期：2008．07—17作者简介：施振华(1984-)，男，硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程(电力系统仿真)。41船电技术2009年第6期Vo1．29No．62009．6含层和一个线性输出层，S型

7、隐含层接收网络输性组合。·)为中间层神经元的传递函数，常采用入和自身的反馈，线性输出层从s型隐含层得到S函数。输入。由于Elman网络是S型／线性(sigmoicYlinear)网络，它能够表达含有有限个不连续点的函数。又因为它们有一个反馈连接，所以它被训练后不仅能够识别和产生空间模式，还能够识别和产生时间模式，对于多输入多输出网络，设上下文层的输出为()，隐合层的输入和输出分别为X。(，网络在外部输入时间序列x(A)作用下的网络输出序列为y(A)，则有[】输入单元隐层单元输出单元xo(k+1)=Yc(k

8、+1)+wx(k)+(1)(七)=o(k一1)=f(xo(k一1))(2)图2ELMAN网络的拓扑结构()=D()+(3)Elman网络也采用BP算法进行权值修正，式中，为输入层与隐含层问的连接权值；学习指标函数采用误差平方和函数：为隐含层与输出层间的连接权值；-)为S型激．(w)=∑n[(w)一(w)](8)活函数。k=l当Elman神经网络的上下文层存在增益为a其中(为目标输出向量。的自反馈连接时，称为改进型Elman神经