[发明专利]一种诱鱼艇驱动装置及装置设备选型方法

说明书

本发明公开了一种诱鱼艇驱动装置及装置设备选型方法，诱鱼艇驱动装置主要由能量管理系统装置、柴油发电机组、蓄电池组、双向DC/DC变换器、变频器、电机和螺旋桨组成，其设计过程包括结构设计和设备选型两部分，系统结构设计主要采用以柴油发电机组为主、蓄电池组为辅的供电方案，有四种供电模式，可确保柴油发电机组不会欠负荷或过负荷。设备选型采用基于混沌运动的多目标粒子群算法来优化选型过程，可提供多种选型方案供决策者选择，最后决策者根据逼近理想解排序法将多种方案进行排序，从中选出最满意的方案。

技术领域

本发明属于诱鱼艇电力推进系统设计技术领域，尤其涉及一种诱鱼艇驱动装置及装置设备选型方法。

背景技术

诱鱼艇动力系统是其核心系统之一，设计方案的优劣直接关系到诱鱼艇的安全性、稳定性以及经济性。传统的诱鱼艇动力系统设计方案采用经验设计法，即根据诱鱼艇的航行工况选用功率大小合适的电机，再根据电机功率选用功率稍大的变频器，再根据变频器功率选用功率稍大的柴油发电机组，此设计方法简单易学，但动力系统各设备之间匹配性差、且由于诱鱼艇各个工作模式的负荷变化较大，柴油机难以处于最佳工况下，效率较差，油耗较高。

智能优化算法如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，其在飞机、汽车等方面应用越来越广泛，优化算法可以辅助系统选型设计，从多种方案中选取满意的方案。系统的选型设计需考虑多方面的因素，流行的智能优化算法大多是设置权重，将多目标问题转化为单目标问题求解，由于事先设定了偏好信息，因此将不可避免地遗漏更好的可行解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种诱鱼艇驱动装置及装置设备选型方法，提高诱鱼艇的安全性、稳定性以及经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种诱鱼艇驱动装置，主要由能量管理系统装置、柴油发电机组、蓄电池组、双向DC/DC变换器、变频器、电机和螺旋桨组成，能量管理系统装置分别与柴油发电机组、蓄电池组和双向DC/DC变换器连接。能量管理系统通过采用CAN总线通讯方式，将设置的柴油发电机组的目标功率值、蓄电池组的目标功率值以及切换双向DC/DC变换器能量传输模式的指令，采用RS485通讯，传递给PLC控制器，并通过PLC控制器来完成柴油发电机组启动、停止、加减油门功能、蓄电池组的充放电功能和双向DC/DC变换器升压和降压模式之间的切换功能；同时采用CAN总线通讯方式，用RS485通讯将蓄电池组的SoC值和电机的需求功率值传递给能量管理系统装置；柴油发电机组的三相电输出端接口通过电力电缆线连接变频器的三相电输入端接口；蓄电池组的直流电输出端接口通过电力电缆线连接双向DC/DC变换器的低压直流端接口，双向DC/DC变换器的高压直流端接口通过电力电缆线连接到变频器的直流母排接线输入端；变频器的三相电输出端接口通过电力电缆线连接电机的三相电输入端接口；电机的输出端通过联接轴连接螺旋桨。

按上述技术方案，对能量管理系统装置的输入信号进行处理通过内部PLC程序对输入信号进行处理，根据处理后的信号通过PLC控制器来控制柴油发电机组、蓄电池组和双向DC/DC变换器，实现对四种供电模式的切换，模式一为蓄电池组通过双向DC/DC变换器为变频器和电机供电，柴油发电机组不工作，PLC控制器控制蓄电池组放电，双向DC/DC处于升压模式，柴油发电机组停机；模式二为柴油发电机组为变频器和电机供电，同时通过变频器的直流母线，经双向DC/DC变换器为蓄电池组充电，PLC控制器控制蓄电池组充电，双向DC/DC处于降压模式，柴油发电机组工作；模式三为柴油发电机组单独为变频器和电机供电，蓄电池组不工作，PLC控制器控制蓄电池组以及双向DC/DC停止工作，柴油发电机组工作；模式四为柴油发电机组和蓄电池组联合为变频器和电机供电，PLC控制器控制蓄电池组放电，双向DC/DC处于升压压模式，柴油发电机组工作。

本发明还提供一种诱鱼艇驱动装置设备选型方法，该方法包括以下步骤，第一部分：多目标粒子群算法求Pareto解集过程。

步骤1，混沌初始化粒子种群：