基于改进粒子群优化算法的船舶航向控制
2021-08-05樊灵美王恒家王化明
浙江海洋大学学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:船舶
樊灵美,陈 林,王恒家,王化明
(1.浙江海洋大学船舶与海运学院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大学东海科学技术学院,浙江舟山 316000)
通过整定PID 控制器的3 个参数实现控制系统收敛速度快、超调量小和鲁棒性能强等优势。虽然PID控制器有3 个控制参数可以调整,但找到一组合适的PID 参数仍然不是一件非常简单的事情。早期提出的整定方法一般是在离线的情况下整定,不能及时地在线调整参数。
自动舵是渔业船舶控制系统中一个不可缺少的重要设备,随着对航行安全及营运需求的增长,人们对自动舵的要求也日益提高。由于渔业船舶运动的复杂性,渔业船舶动态特性具有大惯性、大时滞、非线性,受到的环境影响是随机和难以预测的,并且传统的自适应控制等控制方法无法有效控制未建模动态系统,从而影响了传统舵和自适应舵的控制效果。为了解决上述问题,需要进一步将智能控制技术引入到自动舵控制技术中,研究混合型的智能自动舵,PID 与遗传算法结合以及PID 与粒子群算法结合等,以适应渔业船舶航向控制的高要求。
大自然与科学技术相辅相成,大自然的生物特性和演化过程带给科学家们很大的灵感,所以利用各种优化方法来解决PID 参数优化问题应运而生。例如N.Metropolis 教授观察固体内部粒子随温度的升高变为无序状的现象相似于一般组合优化问题而提出的模拟退火算法[2],模仿自然免疫系统功能的一种智能方法人工免疫系统依据鸟群寻找栖息地的活动规律提出的PSO 算法等。……
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