基于改進(jìn)遺傳算法的船舶航向控制器設(shè)計(jì).pdf

1、本文系統(tǒng)研究了遺傳算法、船舶運(yùn)動數(shù)學(xué)模型、PID自動舵，并將其有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用到船舶航向控制器的設(shè)計(jì)中。
　　為了提高遺傳算法的收斂速度和改善局部收斂問題，提出了一種反正切自適應(yīng)遺傳算法。為了防止簡單遺傳算法進(jìn)化中最優(yōu)個(gè)體丟失，通過最優(yōu)保存策略，使最優(yōu)個(gè)體得到保留，保證算法收斂;采用多點(diǎn)交叉算子，克服了單點(diǎn)交叉信息交換不充分的缺點(diǎn);傳統(tǒng)遺傳算法中的交叉概率和變異概率都是固定常數(shù)，收斂速度慢，為此，將遺傳算子中的常數(shù)交叉概率和變異概率

2、做如下改進(jìn):以每代種群的最大、最小和平均適應(yīng)度為參數(shù)，設(shè)計(jì)了非線性自適應(yīng)交叉概率和變異概率的函數(shù)，用于動態(tài)調(diào)整交叉概率和變異概率。將改進(jìn)的算法用測試函數(shù)試驗(yàn)，仿真試驗(yàn)的結(jié)果證明了其收斂速度快、尋優(yōu)能力強(qiáng)、有效避免了早熟。
　　針對傳統(tǒng)PID航向控制器參數(shù)難以整定，控制效果不理想，超調(diào)較大等問題，使用反正切自適應(yīng)遺傳算法調(diào)節(jié)PID航向控制器參數(shù)，使PID控制器達(dá)到最佳效果。以期望航向偏差和航向偏差變化率為遺傳算法控制器輸入，對比例、