基于模擬退火算法的船舶航向PID控制器參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、船舶航向控制大多數(shù)是傳統(tǒng)的PID控制，它以其原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、適應(yīng)性強(qiáng)、參數(shù)調(diào)整較容易等特點(diǎn)得到了廣泛地應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定方法通常并不能取得預(yù)期的效果。因此，運(yùn)用多種不同的優(yōu)化方法來(lái)解決PID參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題成為了最有效的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　模擬退火算法(SA)是基于局部搜索算法的改進(jìn)搜索算法，本文利用其思路清晰、原理簡(jiǎn)單、使用靈活的特點(diǎn)對(duì)舶航向控制PID參數(shù)進(jìn)行離線(xiàn)優(yōu)化，首先根據(jù)船舶航向控制應(yīng)保證航向偏差和操

2、縱舵角應(yīng)盡量小的特點(diǎn)，確定SA算法優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和算法參數(shù)，利用SA算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行搜索迭代運(yùn)算，得出優(yōu)化后的PID參數(shù)，并進(jìn)行MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)與遺傳算法(GA)和單純形算法優(yōu)化PID參數(shù)對(duì)比證明SA算法在優(yōu)化PID參數(shù)的可行性和優(yōu)越性，收斂時(shí)間短，系統(tǒng)無(wú)超調(diào)，上升快，應(yīng)舵小，具有很強(qiáng)的魯棒性。
　　針對(duì)PID參數(shù)的SA優(yōu)化中計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和可能遺失中間最優(yōu)解的局限性，提出了一種改進(jìn)的SA算法，增加算法中間記憶環(huán)節(jié)并優(yōu)化冷卻進(jìn)