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【摘 要】 混沌控制其实混沌理论之中十分重要的组成部分，同时也是非线性理论之中的组成部分非，本文从实际出发，探讨了船舶电力系统混沌的控制分析。
【关键词】 船舶电力；混沌控制；研究
引言：
电力系统安全问题同人们生活的之间有着十分紧密的关系，并且也受到了人们的广泛关注。在电力系统之中，发电机组并联运行是否可以安全稳定的运行，并且提供具有较好电能质量的电能供船上或者陆地上用户使用，其可以避免因为系统之中的一种特殊情况而使得系统崩溃，并且使得人们的生产以及生活受到影响阻碍，而有效问题的解决已经是刻不容缓。在当前科学技术逐渐发展的背景之下，人们其使用的电器逐渐增多，相互之间就有越来越多的因素在互相影响着，发生混沌现象的可能性是存在的，为了研究和防范于未然，其对于电力系统互联情况之下的混沌现象产生的原因进行研究，如此才可以进一步找出其原因，并且避免其发生的应对措施。而对于船舶电力系统，安全稳定性则会对船舶之上的种种用电设备的正常使用和生产运行寿命产生影响。船舶电力系统则是以柴油发电机组则是发电设备，而在通常情况之下则应该附加备用柴油发电机组，而如果一台柴油发电机出现故障之时，那么就可以给船舶提供用电，或者是当船上用电负荷较为明显它的提升之时，使用它来补充总供电量，其具有一定的随机性和运行控制灵活等等优点，因此当前柴油发电机组在船舶电力系统注重则有着不可替代的地位。目前多台柴油发电机组则表出船舶电力系统提供电能的灵活性以及安全性。
1、电气设备系统设计的工作内容
虽然不同的船舶可能略有区别，但大致可分为：船舶电力系统设计、电力拖动系统设计、照明系统设计、电力推动系统设计、船内通信系统设计、无线电通信和导航系统设计、机舱自动化设计、特种船舶专用设备的电气系统设计等几部分。具体地说，船舶电力系统设计任务有：（1）决定船舶供电系统的电压、频率和配电系统。（2）选择电源装置，如发电机容量和台数的选择、应急发电机容量的选择、电力和照明变压器容量的选择和蓄电池容量的选择等。（3）设计配电装置，如主配电板、应急配电板和蓄电池充放电板的结构设计和配电开关的选择等。（4）设计船舶电力网，如供电系统和全船配电系统的设计、电力设备的布置和电缆的选择等。（5）船舶电力系统的保护设计，如发电机保护、电力和照明变压器保护、电动机保护和系统的保护协调等。
2、混沌理论的实质与特征
“混沌”该词起源于古希腊之中的“Xoas”，其的意思是事物出现之前的虚广空间：但是混沌的英文“chaos”则可以理解是杂乱无序的意思；在这之后罗马人对于混沌的解释是原始物质的无定形性的混乱，创造者用其来创造出宇宙的井然有序。对于混沌，较为准确定义比较难给出，当前学术界对于混沌缺少一个较为准确的定义。洛伦兹将其定义为“确定性周期系统内的非周期流”；哈肯指出“混沌是产生决定性方程不规则的运动”；赫柏林则将混沌认为是“无周期性的有序行为”；钱学森认为“混沌是宏观无序、微观有序的现象”。美国数学家约克以及李天岩在上世纪七十年代发表论文之中“周期三意味着混沌”，首次对“混沌”确定了概念，同时在数学之上对其进行定义。
3、船舶电力系统混沌控制的研究
3.1、船舶电力系统混沌现象的分析
船舶电力系统其实一个较为典型的复杂非线性系统，但是混沌则是一种非线性系统存在的现象。而非线性系统则是在参数条件之下将发生突变，并且伴随着一种新的频率成分，系统则就会进入到混沌振荡之中。应该建立的船舶电力系统的非线性，其可以在稳定周期扰动情况之下，参数条件则就可以满足系统出现混沌运动的条件，如此的话系统就会进入到混沌状态之中。船舶电力系统不同周期性扰动之下，在一定程度之上可以通过改变系统模型之中的扰动幅值以及扰动频率进而对混沌现象进行研究。
3.2、船舶电力系统混沌现象的控制
因为混沌系统具有一定的极端复杂性，对其进行研究以来其给研究者带来了难题，而一些人则认为混沌系统式具有不可控制的特点的。而逐渐增多的混沌现象，其出现在每一个不同的物理系统之中时，人们慢慢意识到这之中的危害，混沌运动的产生则就给一些系统产生灾难性的危害，比如说机电系统之中振荡，所以控制混沌在一些系统之中就变得十分的重要，在电力系统之中控制应该被重视，通常的加入控制装置之后的电力系统结构图使用图1进行表示。
船舶在运行过程之中已被证实在轻载工况之下，扰动会使系统出现复杂的动态行为即混沌振荡，具有随机性，可能作为系统崩溃的过渡过程而给系统带来极大的危害。应该从船舶电力系统数学模型为出发点，同时对混沌运动的数值进行分析，可以看出系统产生混沌振荡则是因为系统之中参数满足与之相应的条件。
3.3、基于RBF神经网络船舶电力系统的混沌控制
基神经网络其实在上世纪80年代研究出的一种神经网络，则是RBF神经网络。因为网络同人们大脑之中感受野结构相同，所以可以模拟其在人脑之中与之相应的功能，所以这个网络具有一定的局部逼近能力，甚至可以使用任意的精度来对任意的连续函数而逼近。图2所示即为RBF网络的具体结构。
从图2之中可以了解RBF网络结构之上同多层前向网络之间类似，具有三层结构组成：第一层主要为输入层，外界信号其实输入单元，而输入单元的个数同当前我们选取的样本个数之间有密切的關系；而第二层则是隐含层，隐单元要求我们应该依据具体情况进行实验而确定，隐层神经元的变换函数则是径向基函数，主要为RBF，RBF其是一个非线性函数，此函数的基本特征是沿着对称中心成径向对称分布同时表现出递减的趋势；第三层则为输出层，其可以对输入模式的作用有一定的响应。
3.3、控制器的设计
神经网络有着十分强的逼近性能以及自学习能力，在此文设计的控制器则就是RBF逼近性能，并且将船舶电力系统之中干扰部分而进行逼近，消除干扰之时也可以加入输出反馈控制器，促使船舶电力系统参数特性在一个不动点上稳定，这样就可以实现控制目的。
船舶电力系统模型可表示为：
其中为系统部分，为扰动部分通常为非线性方程。为系统的状态变量，为变量维数。设计一个非线性逼近器，其输出为系统扰动部分的近似值，令误差为。
若那么系统的扰动部分就近似可以被消除，从而达到控制目的。因此网路的训练至关重要。这里设计的RBFN逼近器为典型的三层网络结构，其中网络的中心位置和宽度参数的选择是关键。本文采用常用k均值算法，利用matlab平台即可计算出网路的参数值。设计好的网络结构为：
其中X为输入，y为输出，spread通过Kmeans（）函数计算，隐层神经元个数为20，学习函数采用高斯函数，用原微分方程产生一组实验数据，同时将其作为网络输入x，f（x）为输出目标值进行网络训练，达到目标精度就可输出为入。
4、结语
目前的研究中，RBF神经网络船舶电力系统的混沌控制的控制方法并将其应用于混沌控制已经获得了较好的效果，怎样充分使用非线性系统理论同时综合使用混沌的特点需要对其进行深入研究，同时，通过大量简单元素非线性祸合而成的系统比如说人工神经网络之中控制混沌的研究已经在理论以及应用具有一定的意义。
参考文献：
[1]孟杰.船舶电力系统的非线性鲁棒控制研究[D].哈尔滨工程大学，2011.
[2]韦笃取.电力系统、永磁同步电动机混沌控制研究[D].广西师范大学，2006.
[3]刘美菊.电力系统混沌动力学行为分析与控制研究[D].沈阳农业大学，2009.
[4]韩哲哲.电力系统混沌振荡控制策略研究[D].天津理工大学，2013.
[5]宋运忠.混沌控制与反控制若干问题研究[D].浙江大学，2006.
【关键词】 船舶电力；混沌控制；研究
引言：
电力系统安全问题同人们生活的之间有着十分紧密的关系，并且也受到了人们的广泛关注。在电力系统之中，发电机组并联运行是否可以安全稳定的运行，并且提供具有较好电能质量的电能供船上或者陆地上用户使用，其可以避免因为系统之中的一种特殊情况而使得系统崩溃，并且使得人们的生产以及生活受到影响阻碍，而有效问题的解决已经是刻不容缓。在当前科学技术逐渐发展的背景之下，人们其使用的电器逐渐增多，相互之间就有越来越多的因素在互相影响着，发生混沌现象的可能性是存在的，为了研究和防范于未然，其对于电力系统互联情况之下的混沌现象产生的原因进行研究，如此才可以进一步找出其原因，并且避免其发生的应对措施。而对于船舶电力系统，安全稳定性则会对船舶之上的种种用电设备的正常使用和生产运行寿命产生影响。船舶电力系统则是以柴油发电机组则是发电设备，而在通常情况之下则应该附加备用柴油发电机组，而如果一台柴油发电机出现故障之时，那么就可以给船舶提供用电，或者是当船上用电负荷较为明显它的提升之时，使用它来补充总供电量，其具有一定的随机性和运行控制灵活等等优点，因此当前柴油发电机组在船舶电力系统注重则有着不可替代的地位。目前多台柴油发电机组则表出船舶电力系统提供电能的灵活性以及安全性。
1、电气设备系统设计的工作内容
虽然不同的船舶可能略有区别，但大致可分为：船舶电力系统设计、电力拖动系统设计、照明系统设计、电力推动系统设计、船内通信系统设计、无线电通信和导航系统设计、机舱自动化设计、特种船舶专用设备的电气系统设计等几部分。具体地说，船舶电力系统设计任务有：（1）决定船舶供电系统的电压、频率和配电系统。（2）选择电源装置，如发电机容量和台数的选择、应急发电机容量的选择、电力和照明变压器容量的选择和蓄电池容量的选择等。（3）设计配电装置，如主配电板、应急配电板和蓄电池充放电板的结构设计和配电开关的选择等。（4）设计船舶电力网，如供电系统和全船配电系统的设计、电力设备的布置和电缆的选择等。（5）船舶电力系统的保护设计，如发电机保护、电力和照明变压器保护、电动机保护和系统的保护协调等。
2、混沌理论的实质与特征
“混沌”该词起源于古希腊之中的“Xoas”，其的意思是事物出现之前的虚广空间：但是混沌的英文“chaos”则可以理解是杂乱无序的意思；在这之后罗马人对于混沌的解释是原始物质的无定形性的混乱，创造者用其来创造出宇宙的井然有序。对于混沌，较为准确定义比较难给出，当前学术界对于混沌缺少一个较为准确的定义。洛伦兹将其定义为“确定性周期系统内的非周期流”；哈肯指出“混沌是产生决定性方程不规则的运动”；赫柏林则将混沌认为是“无周期性的有序行为”；钱学森认为“混沌是宏观无序、微观有序的现象”。美国数学家约克以及李天岩在上世纪七十年代发表论文之中“周期三意味着混沌”，首次对“混沌”确定了概念，同时在数学之上对其进行定义。
3、船舶电力系统混沌控制的研究
3.1、船舶电力系统混沌现象的分析
船舶电力系统其实一个较为典型的复杂非线性系统，但是混沌则是一种非线性系统存在的现象。而非线性系统则是在参数条件之下将发生突变，并且伴随着一种新的频率成分，系统则就会进入到混沌振荡之中。应该建立的船舶电力系统的非线性，其可以在稳定周期扰动情况之下，参数条件则就可以满足系统出现混沌运动的条件，如此的话系统就会进入到混沌状态之中。船舶电力系统不同周期性扰动之下，在一定程度之上可以通过改变系统模型之中的扰动幅值以及扰动频率进而对混沌现象进行研究。
3.2、船舶电力系统混沌现象的控制
因为混沌系统具有一定的极端复杂性，对其进行研究以来其给研究者带来了难题，而一些人则认为混沌系统式具有不可控制的特点的。而逐渐增多的混沌现象，其出现在每一个不同的物理系统之中时，人们慢慢意识到这之中的危害，混沌运动的产生则就给一些系统产生灾难性的危害，比如说机电系统之中振荡，所以控制混沌在一些系统之中就变得十分的重要，在电力系统之中控制应该被重视，通常的加入控制装置之后的电力系统结构图使用图1进行表示。
船舶在运行过程之中已被证实在轻载工况之下，扰动会使系统出现复杂的动态行为即混沌振荡，具有随机性，可能作为系统崩溃的过渡过程而给系统带来极大的危害。应该从船舶电力系统数学模型为出发点，同时对混沌运动的数值进行分析，可以看出系统产生混沌振荡则是因为系统之中参数满足与之相应的条件。
3.3、基于RBF神经网络船舶电力系统的混沌控制
基神经网络其实在上世纪80年代研究出的一种神经网络，则是RBF神经网络。因为网络同人们大脑之中感受野结构相同，所以可以模拟其在人脑之中与之相应的功能，所以这个网络具有一定的局部逼近能力，甚至可以使用任意的精度来对任意的连续函数而逼近。图2所示即为RBF网络的具体结构。
从图2之中可以了解RBF网络结构之上同多层前向网络之间类似，具有三层结构组成：第一层主要为输入层，外界信号其实输入单元，而输入单元的个数同当前我们选取的样本个数之间有密切的關系；而第二层则是隐含层，隐单元要求我们应该依据具体情况进行实验而确定，隐层神经元的变换函数则是径向基函数，主要为RBF，RBF其是一个非线性函数，此函数的基本特征是沿着对称中心成径向对称分布同时表现出递减的趋势；第三层则为输出层，其可以对输入模式的作用有一定的响应。
3.3、控制器的设计
神经网络有着十分强的逼近性能以及自学习能力，在此文设计的控制器则就是RBF逼近性能，并且将船舶电力系统之中干扰部分而进行逼近，消除干扰之时也可以加入输出反馈控制器，促使船舶电力系统参数特性在一个不动点上稳定，这样就可以实现控制目的。
船舶电力系统模型可表示为：
其中为系统部分，为扰动部分通常为非线性方程。为系统的状态变量，为变量维数。设计一个非线性逼近器，其输出为系统扰动部分的近似值，令误差为。
若那么系统的扰动部分就近似可以被消除，从而达到控制目的。因此网路的训练至关重要。这里设计的RBFN逼近器为典型的三层网络结构，其中网络的中心位置和宽度参数的选择是关键。本文采用常用k均值算法，利用matlab平台即可计算出网路的参数值。设计好的网络结构为：
其中X为输入，y为输出，spread通过Kmeans（）函数计算，隐层神经元个数为20，学习函数采用高斯函数，用原微分方程产生一组实验数据，同时将其作为网络输入x，f（x）为输出目标值进行网络训练，达到目标精度就可输出为入。
4、结语
目前的研究中，RBF神经网络船舶电力系统的混沌控制的控制方法并将其应用于混沌控制已经获得了较好的效果，怎样充分使用非线性系统理论同时综合使用混沌的特点需要对其进行深入研究，同时，通过大量简单元素非线性祸合而成的系统比如说人工神经网络之中控制混沌的研究已经在理论以及应用具有一定的意义。
参考文献：
[1]孟杰.船舶电力系统的非线性鲁棒控制研究[D].哈尔滨工程大学，2011.
[2]韦笃取.电力系统、永磁同步电动机混沌控制研究[D].广西师范大学，2006.
[3]刘美菊.电力系统混沌动力学行为分析与控制研究[D].沈阳农业大学，2009.
[4]韩哲哲.电力系统混沌振荡控制策略研究[D].天津理工大学，2013.
[5]宋运忠.混沌控制与反控制若干问题研究[D].浙江大学，2006.