【摘要】：在海洋工程裝備及高技術船舶入圍《中國制造2025》十大重點領域的背景下,為實現(xiàn)綠色,節(jié)能的目標,現(xiàn)代化船舶制造必定向環(huán)保轉(zhuǎn)型,因此船舶電站管理系統(tǒng)的控制策略及監(jiān)控管理尤為重要。本研究在對國內(nèi)外現(xiàn)有船舶電站管理系統(tǒng)相關設計及文獻進行分析與研究的基礎之上,綜合了現(xiàn)階段船舶配電網(wǎng)絡應用的實際情況,進行了理論分析與應用研究,設計了一套現(xiàn)代船舶電站管理系統(tǒng)。本文針對傳統(tǒng)集中式和分布式的船舶電站管理系統(tǒng)進行了深入研究與分析,同時綜合分布式控制系統(tǒng)(DCS)和PLC控制系統(tǒng)的各自優(yōu)點,設計了基于網(wǎng)絡的分布式船舶電站管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過以太網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳輸,形成一個小型的局域控制網(wǎng)絡。改進的現(xiàn)代船舶電站管理系統(tǒng)是一個公共的多功能集成網(wǎng)絡平臺(現(xiàn)代船舶電站管理系統(tǒng)信息網(wǎng)絡),可以通過各控制及檢測模塊獲得船舶運行狀態(tài)的各項數(shù)據(jù),同時以統(tǒng)一的標準進行控制處理和呈現(xiàn)。由于現(xiàn)代船舶系統(tǒng)的控制需求,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸量都是海量的,容易造成網(wǎng)絡擁塞的問題,嚴重影響系統(tǒng)控制的實時性和準確性,甚至可能導致包括船舶電站在內(nèi)的全船信息網(wǎng)絡崩潰等問題的發(fā)生。為此,本文對網(wǎng)絡擁塞控制的主動隊列管理(Active Queue Management,AMQ)控制策略進行了著重研究與分析,并提出了一種改進的隨機早期檢測(Random Early Detection,RED)算法。在NS2軟件仿真平臺上,對改進算法進行了仿真研究,驗證了本文所提算法的有效性和可靠性�；诂F(xiàn)代船舶電站信息網(wǎng)絡的基礎上,本文提出了一種新型的具有以太網(wǎng)通訊結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代船舶機艙節(jié)能管理方案。首先,本方案將機艙變頻控制系統(tǒng)和電能質(zhì)量管理系統(tǒng)并入配電板總網(wǎng)絡平臺,信息數(shù)據(jù)實時進行橫向共享,同時實現(xiàn)了系統(tǒng)縱向過程控制。其次,針對基于現(xiàn)場總線的傳統(tǒng)獨立式的船舶電站控制方案的不足,本文設計的改進方案有效結(jié)合了網(wǎng)絡中信息數(shù)據(jù)共享功能以及網(wǎng)絡技術各種優(yōu)點,對機艙變頻器和有源濾波器實現(xiàn)了優(yōu)化控制。最后,為了驗證改進的節(jié)能管理方案,本文對現(xiàn)代船舶機艙節(jié)能管理的系統(tǒng)方案、系統(tǒng)功能以及上位機控制管理模塊進行了分析與設計,并完成了硬件的選取和軟件編寫。為了進一步驗證改進方案的可行性,在南方某工程船上實現(xiàn)了安裝、調(diào)試與試航�，F(xiàn)場測試結(jié)果表明了該方案運行穩(wěn)定,節(jié)能效果良好。從長遠意義看,該系統(tǒng)的研發(fā)與設計是對智能船舶、綠色節(jié)能船舶設計制造的一次有力探索。對于促進國內(nèi)高校和科研單位對船舶電站管理系統(tǒng)的分析研究及提高船舶電站安全經(jīng)濟運營方面有著非常重要的現(xiàn)實意義。
【圖文】：

丟包率非線性增大。當平均隊列長度Qavg 達到上限閾值上限閾值Hth時，將中間節(jié)點緩存區(qū)的數(shù)據(jù)信息進行分組全部丟棄。該控制策略既對平均隊列g 在最大閾值 max_ th 附近時對丟包率進行了平滑處理，解決了全局同步現(xiàn)象同時有效的規(guī)避了參數(shù)敏感度問題，對 RED 算法進行了進一步的優(yōu)化改進�，F(xiàn)代船舶電站管理系統(tǒng)信息網(wǎng)絡仿真測試實驗本節(jié)介紹了網(wǎng)絡仿真工具 NS2 的工作原理，并根據(jù)船舶電站管理系統(tǒng)信息網(wǎng)絡S2 中建立模型，對 RED 算法、RED-IS 以及其它改進算法，在 NS2 軟件平臺仿真對比，驗證 RED-IS 算法的有效性。 信息網(wǎng)絡仿真工具介紹目前，網(wǎng)絡仿真在科研領域中應用比較普遍的工具是 NS2 和 OPNET。在 O產(chǎn)品中，modeler 幾乎包含其他產(chǎn)品的功能[72]，其采用面向?qū)ο蟮哪M方式，點開始都采用相同的節(jié)點模型，在針對不同的對象，設置特定的參數(shù)。其仿真如圖 3.11 所示。

2SnS2DnD0R1.R.....20ms圖 3.13 網(wǎng)絡仿真拓撲結(jié)構(gòu)Fig. 3.13 Network simulation topology息網(wǎng)絡擁塞控制實驗分析網(wǎng)絡中節(jié)點主要由路由器和交換機等組成，且路由器和交換機廠家源。在 NS2 軟件仿真平臺上，對改進算法進行了仿真研究，驗證了本文和可靠性。針對本文提出的 RED 改進算法 RED-IS，，主要通過以下仿有效性及可取性。如圖 3.17 所示，主要數(shù)設置 max_ th = 450 50packets，平均隊列 Qavg = 250packets， 0.02qw = ， max p = 0.1，，進行腳本編輯。如圖 3.14 所示。
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U665.1;TP315

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本文編號：2698410