基于ann的船舶柴油发电机转速容错控制

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1、第4(盏纂214期7期)(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)防爆电机基于ANN的船舶柴油发电机转速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

2、舶的安全运行。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TI~01．2TM31文献标识码A文章编号1008-7281(2009)02-0019-05RotationSpeedFaultTolerantControlofMarineDieselGeneratorBasedonANNsznhuaAbstractRotationspeedcontrolofmarinedieselgeneratorisbuiltbytheeombina．tionofartificialneuralnetwork(ANN)andintel

3、ligentfaulttolerantcontro1．Thecharacter-isticvaluesobtainedbyfaultdiagnosisistreatedtogetherandthetreatedvaluesaretakenasinputsamplesetsofneuralnetwork．TheBPandELMANneuralnetworkarebuiltbyoutputofsamplesetsandtrainedwit}lthetreateddata。SOfaulttolerantfunctionisob—taine

4、d．ThesimulationtestiscarriedoutforthemodelofneuralnetworkandtheresultshowsthatfaulttolerantcontrolofmarinepowersystemCanensuresafeoperationofships．KeywordsMarinepowerstation；generator；rotationspeedcontrol；neuralnetwork；faulttolerantcontro1．入输出具有优越性，得到了广泛的应用。O引言首先针对语音处理

5、问题而提出来，它是一种船舶电力系统中，同步发电机由柴油机驱动典型局部递归网络。由于Elman神经网络在处理发出电功率，船舶柴油发电机的控制由转速控制贯序数据输入输出具有优越性，得到了广泛的应和励磁控制两部分组成。柴油发电机组控制系统用。的特性直接影响船舶电力系统的供电质量，其转1Elman网络结构速控制直接影响发电机的有功功率输出和船舶电力网频率的稳定性。船舶柴油发电机转速控制系Elman神经网络包含一个双曲正切s型隐含统如图1所示，输出是实际转速，控制器常用的是层和一个线性输出层，S型隐含层接收网络输入PID控制器，通过调节柴油机

6、的供油量起到调节和自身的反馈，线性输出层从S型隐含层得到输柴油机组转速定速控制作用。入。由于Elman网络是S型／线性(sigmoid／line-al")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，对于多输人多输出网络，设上下文层的输出为()，隐合层的输人和输出分别为图1柴油发电机组转速控制系统结构方框图x0(

7、j})，网络在外部输入时间序列x(A)作用下的Elman神经网络是Elman于1990年首先针网络输出序列为y(A)，则有⋯对语音处

8、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0(k+1)=Y(k+1)+wx(后)+0l(1)19防爆电机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)第424O卷O9(纂期)Y。(后)=D(k一1)=。(k一1))(2)习指标函数采用误差平方和函数Y(k)=0(k)+0(3)(钾)=善[()一()](8)式中，—输入层与隐含层间的连接权值；一其中，Y’k()一目标输出向量。隐含层与输出层间的连接权值·)为s型激活函数。2智能容错控制当Elman神经网络的上下文层存在增益为基于神

9、经网络的容错控制技术可以更好的弥口的自反馈连接时，称为改进型Elman神经网络。补传统容错控制技术上的不足。它不依赖于对象此时，网络能模拟更高阶的动态系统，基于上下文准确的数学模型；进行故障诊断系统设计时可以层的输出Y(k)仍变为考虑