[發(fā)明專利]一種基于BDI多智能體的船舶電力系統(tǒng)重構(gòu)方法

有效

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• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103745120A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張威;施偉鋒;金石;李偉翔
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06N3/02
• 代理公司: 上海衡方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31234
• 代理人: 曹琪

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)控制，特別是一種基于BDI(信念-意愿-意圖)多智能體的船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

隨著我國船舶工業(yè)及航海事業(yè)的迅速發(fā)展，船舶電力系統(tǒng)的容量不斷增大，對電力系統(tǒng)的安全可靠性要求越來越高。為滿足船舶電力系統(tǒng)對供電可靠性較高的要求，船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)作為故障時的重構(gòu)附加優(yōu)化手段得到了相應(yīng)的研究與應(yīng)用。近年來，多智能體技術(shù)(Multi-Agent,MA)作為分布式人工智能的重要組成部分，在電力系統(tǒng)重構(gòu)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，而BDI智能體作為認知型的典型，能夠模擬人的認知思維邏輯推理能力，不僅具有較好的學(xué)習(xí)能力、交互能力，而且具有較強的自主能力，能夠在船舶電力系統(tǒng)故障時生成滿足船舶電力系統(tǒng)約束的重構(gòu)策略，縮短電力系統(tǒng)重構(gòu)時間，提高重構(gòu)效率。

船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)的BDI多智能體是具有感知能力、問題求解能力和通信能力獨立自治的計算實體，如數(shù)字控制器、軟件程序、數(shù)字測量儀表及重構(gòu)算法開發(fā)PC機。各BDI智能體通過傳感器感知船舶電力系統(tǒng)電氣量及開關(guān)狀態(tài)量信息，并通過通信掌握其他BDI智能體狀態(tài)，能夠針對船舶電力系統(tǒng)的三相短路接地故障信息生成相應(yīng)的重構(gòu)策略，通過數(shù)字控制器控制相應(yīng)空氣斷路器、自動裝置分斷開關(guān)及接觸器執(zhí)行器，實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)的故障重構(gòu)，保障船舶電力系統(tǒng)安全可靠供電，維持船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運行。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明是根據(jù)船舶電力系統(tǒng)特點，針對船舶電力系統(tǒng)對供電較高的可靠性要求和三相短路接地故障時重構(gòu)問題，提供一種基于BDI多智能體的船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)方法。該方法以船舶環(huán)形區(qū)域配電系統(tǒng)為控制對象，采用節(jié)點結(jié)構(gòu)多智能體配置，將智能體分為：決策智能體和執(zhí)行智能體兩大類，決策智能體包含全局決策智能體和各元件局部決策智能體，各智能體構(gòu)成梯形結(jié)構(gòu)；基于現(xiàn)場總線各決策智能體間采用點對點方式通訊，各元件局部決策智能體與相應(yīng)執(zhí)行智能體間采用協(xié)調(diào)者轉(zhuǎn)發(fā)的廣播通信方式；各智能體的狀態(tài)信息可以在PC機及監(jiān)視上位機上集中顯示，方便監(jiān)控人員及時了解電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)；當船舶電力系統(tǒng)故障時，能夠在BDI多智能體的作用下產(chǎn)生滿足系統(tǒng)約束的可執(zhí)行重構(gòu)策略意圖，進而在數(shù)字控制器的作用下，作用于船舶電力系統(tǒng)執(zhí)行器，實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)，提高船舶電力系統(tǒng)的重構(gòu)效率，保障船舶電力系統(tǒng)供電的安全可靠性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明基于BDI多智能體的船舶電力系統(tǒng)故障重構(gòu)方法以船舶環(huán)形區(qū)域配電系統(tǒng)為控制對象，該電力系統(tǒng)主要由船舶柴油發(fā)電機組、電力推進電動機組、母線直供負荷、區(qū)域負荷及電力網(wǎng)絡(luò)組成，現(xiàn)場設(shè)備層與系統(tǒng)管理層主要采用基于現(xiàn)場總線的通信方式，通過數(shù)字控制器控制船舶柴油發(fā)電機組與電力推進電動機組及開關(guān)狀態(tài)的執(zhí)行器，整個船舶電力系統(tǒng)多智能體結(jié)構(gòu)分為智能體層、信息交互層與物理層三個層次。船舶電力系統(tǒng)多智能體分為：決策智能體和執(zhí)行智能體，決策智能體又包括全局決策智能體和各元件局部決策智能體。各元件局部決策智能體包含發(fā)電機決策智能體GA、電力推進電動機決策智能體MA、母線決策智能體BA、母線直供負荷決策智能體LA及區(qū)域負荷決策智能體ZA。各智能體構(gòu)成梯形結(jié)構(gòu)，基于現(xiàn)場總線各元件局部決策智能體間采用點對點方式通訊，各元件局部決策智能體與相應(yīng)執(zhí)行智能體間采用協(xié)調(diào)者轉(zhuǎn)發(fā)的廣播通信方式通訊。

本發(fā)明根據(jù)上述船舶電力系統(tǒng)多智能體配置及通訊方式將BDI多智能體方法應(yīng)用于船舶電力系統(tǒng)三相短路接地故障重構(gòu)研究中，通過各BDI智能體的交互協(xié)作實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)的故障重構(gòu)。具體實現(xiàn)步驟如下：

1.船舶電力系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視。由處于現(xiàn)場設(shè)備層的發(fā)電機執(zhí)行智能體，電力推進電動機執(zhí)行智能體，母線執(zhí)行智能體，母線直供負荷執(zhí)行智能體和區(qū)域負荷執(zhí)行智能體通過傳感器采樣電力系統(tǒng)電壓、電流、頻率等電氣量及各開關(guān)元件狀態(tài)量信息，在聯(lián)想記憶單元的作用下對不完備信息進行處理產(chǎn)生信念(Belief)，反映船舶電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，監(jiān)視船舶電力系統(tǒng)的運行，更新信念庫。

2.船舶電力系統(tǒng)故障信息的提取。船舶電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路接地故障時，相應(yīng)執(zhí)行智能體通過傳感器監(jiān)測到電氣量和開關(guān)元件狀態(tài)量在故障信息知識庫和混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的作用下，實現(xiàn)故障診斷及故障定位，同時將故障信息上傳給相應(yīng)元件局部決策智能體GA、MA、BA、ZA或LA。