论文摘要
基于混沌理论对电力推进船舶电力负荷进行预测研究的目的是以研究混沌动力学为基础,结合电力推进船舶电力负荷的特点,从负荷的混沌特性分析、数据预处理到预测,为电力推进船舶初步建立一套负荷预测体系,进而提高船舶电力系统的安全稳定性和航行的经济性。本文首先采用功率谱分析方法从定性的角度对电力推进船舶电力负荷进行混沌特性分析,同时对负荷的相关维数及最大Lyapunov指数进行定量计算,验证船舶电力负荷具有混沌特性,从而对电力推进船舶电力负荷序列有了新的认识,并可应用混沌理论对电力推进船舶电力负荷进行预测。其次为提高电力推进船舶电力负荷数据质量,基于小波方法对负荷数据进行奇异性分析,并运用分形维数对负荷数据和由于冲击震荡、采样干扰等因素产生的噪声进行自适应分离,为预测提供良好的数据基础。然后以自相似轨道搜寻为基础,建立混沌局域预测与关联度相结合的电力推船舶电力负荷单变量预测模型;同时提出采用相似日负荷作为样本应用于电力推进船舶电力负荷混沌局域预测模型。实例计算结果表明以上两种预测方法对电力推进船舶电力负荷单变量预测的准确性。最后针对电力推进船舶电力负荷影响因素多的特点,以单变量时间序列的相空间重构为基础,进行多变量时间序列相空间重构,建立多变量混沌预测模型。并针对负荷的规律性变化,运用小波分解将其分解为固有负荷分量和载重量影响负荷分量,对固有负荷分量采用混沌局域关联模型进行重点预测;对载重量影响负荷分量采用线性回归模型进行预测,实现预测精度的进一步提高。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 电力推进船舶电力负荷预测目的和意义1.1.1 电力推进船舶概述1.1.2 电力推进船舶电力负荷预测目的和意义1.2 负荷预测和船舶电力负荷预测研究现状1.2.1 负荷预测研究现状1.2.2 船舶电力负荷预测研究现状1.3 本文主要研究内容和研究框架第2章 电力推进船舶电力负荷混沌特性分析2.1 引言2.2 混沌基础理论2.2.1 混沌定义2.2.2 混沌相关概念2.3 混沌时间序列相空间重构2.4 电力推进船舶电力负荷时间序列混沌特性检验2.4.1 定性检验方法2.4.2 定量检验方法2.5 电力推进船舶电力负荷时间序列混沌特性实例分析2.6 小结第3章 电力推进船舶电力负荷预测的数据预处理3.1 引言3.2 电力推进船舶电力负荷的特点分析3.2.1 电力推进船舶电力负荷的分级3.2.2 电力推进船舶电力负荷的分类3.2.3 电力推进船舶电力负荷的特点3.3 电力推进船舶电力负荷的组成分析3.4 电力推进船舶电力负荷数据预处理3.4.1 基于小波变换的电力推进船舶电力负荷不良数据检测3.4.2 基于分形维数的电力推进船舶电力负荷数据降噪处理3.5 小结第4章 电力推进船舶电力负荷单变量混沌预测研究4.1 引言4.2 电力推进船舶电力负荷改进混沌局域预测法4.2.1 混沌局域预测的基本方法4.2.2 改进混沌局域预测法4.2.3 电力推进船舶电力负荷改进混沌局域预测实例分析4.3 基于相似日的电力推进船舶电力负荷预测4.3.1 特征相似日与特征相似度4.3.2 趋势相似日及趋势相似度4.3.3 基于综合相似度的相似日4.3.4 基于相似日的电力推进船舶电力负荷预测实例分析4.4 电力推进船舶电力负荷单变量预测效果对比分析4.4.1 预测误差分析4.4.2 单变量预测效果对比分析4.5 小结第5章 电力推进船舶电力负荷多变量混沌预测研究5.1 引言5.2 多变量时间序列相空间重构5.2.1 多变量时间序列相空间重构的流程5.2.2 多变量时间序列相空间重构参数的确定5.2.3 多变量时间序列最大Lyapunov指数的计算5.3 电力推进船舶电力负荷的多变量全局预测5.3.1 神经网络预测法5.3.2 基于禅经网络法的电力推进船舶电力负荷多变量预测实例分析5.4 电力推进船舶电力负荷的多变量局域预测5.4.1 局域平均预测法5.4.2 局域线性预测法5.4.3 局域多项式预测法5.4.4 电力推进船舶电力负荷多变量局域预测的实例分析5.5 基于正则化的电力推进船舶电力负荷多变量局域预测5.5.1 基于正则化的多变量局域预测5.5.2 基于正则化的电力推进船舶电力负荷多变量局域预测实例分析5.6 基于小波分解的电力推进船舶电力负荷多变量预测5.6.1 电力推进船舶电力负荷的小波分解5.6.2 基于小波分解的电力推进船舶电力负荷多变量预测实例分析5.7 小结结论参考文献攻读学位期间公开发表论文致谢研究生履历
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