基于遺傳算法的減搖鰭PID控制器優(yōu)化.pdf

1、人類文明的進(jìn)步與海洋運(yùn)輸密切相關(guān)。船舶在海上航行時(shí)，由于受到海浪、海風(fēng)以及海流等海洋環(huán)境擾動(dòng)的作用，不可避免的要產(chǎn)生搖蕩運(yùn)動(dòng)。減搖鰭是一種應(yīng)用最廣泛的主動(dòng)式減搖裝置。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能控制不斷完善，為了提高減搖鰭系統(tǒng)的性能，使減搖鰭在各種海況下都能起到很好的減搖效果，進(jìn)行了減搖鰭控制系統(tǒng)的研究工作。 本文討論了二維不規(guī)則長峰波和三維不規(guī)則短峰波的模型建立和仿真，在MATLAB基礎(chǔ)上得到了較為理想的海浪模擬結(jié)果，利用Ope

2、nGL完成了三維波浪的顯示。針對標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的缺陷，研究了一類引入學(xué)習(xí)過程的新遺傳算法。采用新遺傳算法對減搖鰭：PID控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以盡量減小船舶橫搖為目標(biāo)。具體的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括： 一、研究了船舶線性橫搖運(yùn)動(dòng)模型和非線性橫搖運(yùn)動(dòng)模型，然后基于海浪數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了海浪的二維和三維模擬，在三維圖像的處理上采用了OpenGL函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果具有良好的視覺真實(shí)感，同時(shí)采用將計(jì)算和顯示分開的策略，使仿真具有更快的速度，基本上可

3、以達(dá)到實(shí)時(shí)仿真。 二、簡單介紹了幾種目前常用的船舶減搖裝置，重點(diǎn)研究了船舶減搖鰭的控制系統(tǒng)構(gòu)成，包括系統(tǒng)中各個(gè)部分的功能、傳遞函數(shù)和減搖鰭的控制規(guī)律及適用于減搖鰭的改進(jìn)PID控制器。 三、研究了遺傳算法的基本理論，針對標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法收斂速度慢和早熟的缺陷，研究了一類引入學(xué)習(xí)過程的新遺傳算法。采用慣用的測試函數(shù)進(jìn)行比較研究，仿真結(jié)果表明此算法提高了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的全局收斂速度，克服了早熟的缺陷。 四、應(yīng)用引入學(xué)習(xí)過程的