联合船机电系统的舰船自主控制模型研究.pdf

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1、第37卷第12期2015年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．12Dec．，2015联合船机电系统的舰船自主控制模型研究岳林(中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064)摘要：船机电系统为舰船任务执行提供必要的服务支持，如水、电、油以及机动性，是舰船其他系统以及整个舰船正常工作的基础，而现今船机电系统大多依旧基于“人在回路”传统方式进行控制及决策，增加了对人员配置的需求和运行成本。为此，结合大型水面舰艇船机电系统物理模型特征，提出了一种基于功能接口的分层建模仿真方法，建立了联合船机电系统的自主控制模型，实现船机电系统作业模式与损害管

2、制方式从传统基于人员运行向自主运行转变。仿真实验表明，使用该模型可使船机电系统平台具备正常、故障和损害情况下无人监督时自适应性重构与自主执行能力，有效提高舰船平台自动化水平与整体生命力。关键词：船机电系统；联合模型；自主控制；分层建模中图分类号：TP393．03文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)12—0072—07doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．12．015ResearchonautonomouscontrolmodelforfederationofHM&EsystemYUELin(ChinaShipDevelopmentan

3、dDesignCenter，Wuhan430064，China)Abstract：Hullmechanical&electrical(HM&E)Systemprovideservicestotheshipswhicharevitaltocompletingitsmission，suchaswater，electricpower，oilandmobility．Becausemostlybasedon‘humaninloop’traditionmodetocontrolanddecide，itneedmorepersonnelrequirementandruncost．Therefor

4、e，combinedwiththefeatureofsurfacewarshipHM&Esystemphysicalmodel，alayeredmodelingandsimulatingmethodbasedonfunctioninterfaceisproposed，andthenaautonomouscontrolmodelforfederationofHM&Esystemisestablishedtochangeoperationmodeanddamagecontrolmodefromtraditionalhumanbasedrunningtoautonomousrunning

5、。ThesimulationresultshaveshownthatusingthismodelcouldmakeHM&ESystemhaveadaptivereconstructionandautonomousexecutionabilityinunmannedconditionofnormal，faultanddamage，effectivelyimproveautomationlevelandtheoverallvitalityforshipplatform．Keywords：hullmechanical&electrical(HM&E)system；jointmodel；a

6、utonomouscontrol；layeredmodeling0引言现今的常规舰船通常具有独立的舰载推进和电力系统，以及与其他舰载武器和平台设施关联的集中式监控系统。在这种体系框架下，几乎所有的海军常规舰船依旧使用“人在回路”通信及决策技术，增加了对人员配置的需求和运行成本。例如代表现役常规动力舰船最先进水平的美“阿利·伯克”级IIA型驱逐舰(DDG85及其后续)，虽然经过了多轮技术升级与减员设计，仍需配置舰员276名¨。。对此，美海军提出综合机电平台(IntegratedEngineeringPlant，IEP)¨1概念，并在DDG1000驱收稿日期：2015一04—14；修回

7、13期：2015—05—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(61303238)作者简介：岳林(1982一)，男，博士，工程师，研究方向为舰船信息化与智能控制。第12期岳林：联合船机电系统的舰船自主控制模型研究·73·逐舰应用实现。其利用遍布全舰的传感器和执行器，通过良好设计的自主控制集成平台转变舰船的运行模式——从基于人员的运行转变为自主或自动的运行，从而大幅减少人力需求(全舰仅148人)，并极大地增强自动重构和损害管制能力，相比传统战舰低效脆弱的基于人员的重构工