基于多Agent技术的舰船综合电力系统重构研究

舰船综合电力系统集电力推进、负载供电、武器系统保障以及能量管理于一体，是未来舰船电力系统的主流形式。"基于多Agent技术的舰船综合电力系统重构研究"是舰船能量管理系统技术体系中的重要组成部分，旨在为综合电力系统的先进控制系统研究（包括系统遭受战斗破坏状态下实现自恢复控制的自动化技术）提供理论基础，其主要研究目标为：.建立舰船综合电力多Agent重构系统新模型；研究综合电力多Agent重构系统通信协作机制；提出综合电力系统重构策略与基于多Agent技术的故障后快速重构方法；设计基于多Agent技术的分布式重构系统软硬件体系。

由于新一代舰船综合电力平台的引入，使得舰船的能量流动变得异常复杂，能量的控制管理也变得非常复杂与重要，本项目旨在解决舰船综合电力系统的故障重构问题，经过四年的努力，按计划完成本次研究任务，提出了基于现场总线的舰船综合电力系统多Agent重构方案，设计了基于多Agent技术的分布式重构系统。取得的成果有：.（1）建立了分层结构形式的舰船综合电力多Agent重构系统模型。各Agent按照其执行的任务分解为执行Agent（各执行Agent分别与综合电力系统底层传感器、执行机构等智能设备进行信息交互）、区域管理Agent（为软件组件，存在于舰船综合电力系统监控主机上，完成相关算法的计算及与其它区域管理Agent进行通信协商，确定重构方案）和系统决策Agent（提供完整的人机界面，通过人机界面完成操作命令的输入，现场设备状态的显示和操作提示）等类型。.（2）开发了基于现场总线的多Agent系统通信协议。为了使整个分布式多Agent系统正常工作，所有Agent必须使用统一的消息语言、消息格式和寻址方案来互相沟通。.（3）构建了舰船综合电力系统重构策略数学模型。针对舰船综合电力系统工况多样，且具有推进负载和多种电力电子设备的特性，以重构后能最大限度的恢复负载、优先保证重要负载（一、二类负载）的供电和开关的操作次数最少为目标构建两种重构策略数学模型。.（4）提出了基于重构策略数学模型的多Agent重构方法。基于FIPA标准交互协议中的合同网协议与预订协议，在充分考虑舰船综合电力系统各负载优先级以及系统安全约束条件下，开发了基于多Agent的重构方法，以确保尽可能多的高优先级负载恢复供电。实现了多Agent遗传算法、多Agent粒子群算法等两种重构算法。.（5）设计了基于CAN总线与工业以太网的多Agent重构系统软硬件体系。舰船综合电力监控系统（能量管理系统）底层采用CAN总线进行数据采集与实时控制，上层采用工业以太网进行信息交互。并设计了基于JADE平台的SERS重构原型系统，对系统重构模型进行了实时仿真与验证，达到了预期的目标。