基于改進遺傳算法的船舶航向控制器設計.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了遺傳算法、船舶運動數(shù)學模型、PID自動舵，并將其有機結合，應用到船舶航向控制器的設計中。
　　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遺傳算法。為了防止簡單遺傳算法進化中最優(yōu)個體丟失，通過最優(yōu)保存策略，使最優(yōu)個體得到保留，保證算法收斂;采用多點交叉算子，克服了單點交叉信息交換不充分的缺點;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:以每代種群的最大、最小和平均適應度為參數(shù)，設計了非線性自適應交叉概率和變異概率的函數(shù)，用于動態(tài)調整交叉概率和變異概率。將改進的算法用測試函數(shù)試驗，仿真試驗的結果證明了其收斂速度快、尋優(yōu)能力強、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，超調較大等問題，使用反正切自適應遺傳算法調節(jié)PID航向控制器參數(shù)，使PID控制器達到最佳效果。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、