基于混沌理論的船舶電力系統(tǒng)預測模型研究.pdf

1、混沌理論是非線性理論的重要組成部分，它在非線性系統(tǒng)內(nèi)部貌似無規(guī)則的運動中，抓住其對初始條件敏感依賴、非周期變化、存在奇異吸引子等特點，能夠很好地描述非線性系統(tǒng)的運動規(guī)律，從而為預測模型的研究開辟了新思路。
　　 船舶雙機并聯(lián)系統(tǒng)是船舶電力系統(tǒng)中的重要方面，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到船舶運行的安全性，對其穩(wěn)定性的分析可為船舶的穩(wěn)定性控制提供依據(jù)。
　　 本文將混沌理論應用到時間序列預測當中，在分析混沌時間序列預測模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2、的基礎(chǔ)上，展開了較為系統(tǒng)和深入的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)研究了相空間重構(gòu)理論。根據(jù)數(shù)學定義探討了混沌的本質(zhì)，研究了相空間重構(gòu)中延遲時間和嵌入維數(shù)兩個參數(shù)的選取問題，在延遲時間選取上，實現(xiàn)了自相關(guān)法、平均位移法、復自相關(guān)法和互信息量法，在嵌入維數(shù)選取上，實現(xiàn)了偽最鄰近點法和Cao氏方法，應用以上各種方法求取船舶電力雙機并聯(lián)系統(tǒng)的嵌入維數(shù)和延遲時間，并分析其混沌特性。
　　 (2)研究了混沌特性判別方法。分析了

3、Lyapunov指數(shù)、關(guān)聯(lián)維數(shù)、Kolmogorov熵三個重要的混沌系統(tǒng)特征量，從定性、定量兩個角度對時間序列混沌特性進行判別，定性判別中實現(xiàn)了功率譜方法和龐加萊截面法，定量判別中實現(xiàn)了Wolf法、小數(shù)據(jù)量法，并求取船舶電力雙機并聯(lián)系統(tǒng)的Lyapunov指數(shù)。
　　 (3)建立了混沌時間序列自適應預測模型和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測模型。從傳統(tǒng)線性預測模型分析入手，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部局限性，研究加權(quán)一階局域法、基于最大Lyapunov指數(shù)法等常

4、用的混沌時間序列預測模型，并通過仿真實驗證明混沌預測模型的優(yōu)越性。同時針對常用混沌預測模型無學習能力的問題，建立了基于自適應和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的兩種新預測模型，仿真實驗證實新模型提高了預測精度和準確性，也延長了有效預測時間。對SVM預測模型也進行了初步探討。并針對以上各種方法應用于船舶電力雙機并聯(lián)系統(tǒng)之中，在Matlab軟件平臺上仿真實現(xiàn)，分析其有效性和精確度。
　　 (4)在實驗室現(xiàn)有研究成果之下，完善混沌試驗平臺，該平臺具