基于改进遗传算法的零航速减摇鳍自适应控制系统设计  被引量:3

An adaptive control system design for fin stabilization at zero speed using improved genetic algorithms

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作  者:金鸿章[1] 张晓飞[1] 罗延明[1] 李冬松 

机构地区:[1]哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001

出  处:《哈尔滨工程大学学报》2008年第4期368-373,共6页Journal of Harbin Engineering University

基  金:国家自然科学基金资助项目(50575048);黑龙江省博士后经费资助项目(LBH-Z05052)

摘  要:为了提高零航速减摇鳍在不同风浪强度下驱动能量的利用效率,对随机海浪的频谱特性进行了分析,在此基础上对系统状态方程进行扩展,设计了基于二次型指标的随机最优控制器.为实现能量消耗与减摇效果之间的最佳匹配,采用遗传算法对二次型指标的加权矩阵进行优化,优化过程中根据系统的特点对基本遗传算法进行了改进.为了在不同海况下实现随机最优控制,提出了加权矩阵的自适应准则.仿真结果表明,只要根据外部环境正确选择加权矩阵参数,就可以用尽可能少的能量达到预定减摇效果.In order to improve the efficiency of fin stabilizers at zero speed in an environment of variable wave intensity, the frequency spectrum of random waves was analyzed. Next, a random optimal controller with a quadratic performance index was designed by extending the state equations. The weight matrix of the performance index was optimized with a genetic algorithm to find the optimal matching point between energy consumption and roll reduction effect. The basic genetic algorithm was improved according to the characteristic of the system. Random optimal control in different sea levels could be realized by introducing adaptive control criterion for weight matrix. Simulation outcomes indicated that the expected roll reduction effect can be achieved with least energy if the weight matrix is constructed in accordance with the external disturbances.

关 键 词:零航速 减摇鳍 遗传算法 自适应 随机最优 

分 类 号:U664.72[交通运输工程—船舶及航道工程]

 

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