基于量子免疫算法的三自由度直升機的研究.pdf

1、三自由度直升機因其形象直觀、結(jié)構(gòu)簡單的機械裝置和存在的高階次、非線性、多輸入多輸出等特點，已成為眾多高校驗證研究智能算法的工具。本文以固高公司生產(chǎn)的GHP2004型三自由度（3-Dof）雙旋翼直升機為主要研究對象，通過結(jié)合量子免疫算法（Quantum Immune Algorithm，QIA）設(shè)計響應(yīng)性能良好的控制器，實現(xiàn)控制效果。量子免疫算法通過克隆選擇和記憶學(xué)習(xí)機理，增強了算法的智能型，具有高并行性和全局優(yōu)化的特點。
　　主要

2、工作包括以下幾個方面：
　　1、介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，根據(jù)每個自由度的動力學(xué)特性，利用牛頓力學(xué)原理建模。為了設(shè)計簡單有效的控制器，滿足快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確等特性，將模型簡化，建立狀態(tài)空間表達式。對系統(tǒng)設(shè)計由最優(yōu)控制理論出發(fā)的線性二次型調(diào)節(jié)器（Linear Quadratic Regulator，LQR）和由智能控制領(lǐng)域出發(fā)的正則化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Normalized Fuzzy Neural Network，NFNN）控制器。

3、
　　2、介紹量子計算的基礎(chǔ)知識，結(jié)合量子免疫算法全局優(yōu)化的特點，將其應(yīng)用到LQR和NFNN控制器的參數(shù)選擇上，通過帶有性能分析的評價函數(shù)選取高親和力的抗體，得到優(yōu)化后的合理參數(shù)。由仿真結(jié)果得出，量子免疫算法在參數(shù)優(yōu)化方面的特性，驗證算法的可行性，充分體現(xiàn)算法全局優(yōu)化的特點。
　　3、對3-Dof直升機進行實時控制，利用QIA優(yōu)化LQR控制器參數(shù)，由于量子計算的并行性導(dǎo)致現(xiàn)有的計算設(shè)備不能很快計算，實時性不強，所以通過采用分