云粒子群算法研究及在船舶工程中的應(yīng)用.pdf

1、實(shí)際工程應(yīng)用和科學(xué)研究中,許多問(wèn)題具有約束性、復(fù)雜性、多局部極值、非線性和建模困難等特點(diǎn),尋找適用于各種不同需求的新型智能優(yōu)化方法一直以來(lái)是很多專家學(xué)者的一個(gè)重要研究方向。粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是Kennedy和Eberhart于1995年提出的一種進(jìn)化算法,它源于對(duì)鳥(niǎo)類捕食行為的模擬。該算法在沒(méi)有集中控制且不提供全局模型的前提下,為求解復(fù)雜問(wèn)題的最優(yōu)解提供了基礎(chǔ)。本文具體工作如

2、下:
　　(1)對(duì)云模型理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹,包括云模型的基本概念數(shù)學(xué)特征及云模型的統(tǒng)計(jì)分析等;
　　(2)結(jié)合云模型不確定中帶有確定性、穩(wěn)定之中又有變化的特性,提出了一種基于云變異的自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法。該算法結(jié)合全局最優(yōu)值和粒子適應(yīng)度的比值體現(xiàn)出粒子優(yōu)差的特點(diǎn),利用正態(tài)云發(fā)生器自適應(yīng)調(diào)整粒子個(gè)體慣性權(quán)重,并且對(duì)粒子位置進(jìn)行了基于云模型的變異操作,并對(duì)粒子群各參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。仿真結(jié)果表明,此算法能有效找出全局最優(yōu)解,提高算

3、法收斂精度和收斂速度,且適宜于多峰值問(wèn)題尋優(yōu),是一種可行而有效的優(yōu)化方法。
　　(3)研究了船舶縱向運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力模型,基于自適應(yīng)云粒子群優(yōu)化算法設(shè)計(jì)了一種船舶縱向運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力參數(shù)辨識(shí)算法。仿真結(jié)果表明,此算法在求解船舶縱向運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力參數(shù)辨識(shí)這個(gè)問(wèn)題時(shí)穩(wěn)定性好,且辨識(shí)精度高,較大地滿足了實(shí)際需求。
　　(4)研究了船舶航向PID控制,將自適應(yīng)云粒子群優(yōu)化算法運(yùn)用于船舶航向PID自動(dòng)舵上,優(yōu)化PID控制器的三個(gè)參數(shù),進(jìn)而優(yōu)化它的控制