基于Levy-AVOA优化模糊PID的动力定位船舶循迹控制研究

作     者：赵勇 丁锐 张静 李吉德 ZHAO Yong;DING Rui;ZHANG Jing;LI Ji-de

作者机构：国网山东省电力公司山东济南250001 国网烟台供电公司山东烟台264000 

基　　金：国家电网公司科技项目(SGSDYT00JJJS2100597) 

出 版 物：《舰船科学技术》 (Ship Science and Technology)

年 卷 期：2024年第46卷第6期

页      码：73-80页

摘      要：为了提高动力定位(DP)铺缆船在铺设海底电缆时的路径循迹能力,设计非洲秃鹫算法优化模糊PID的船舶控制器(AVOA-Fuzzy-PID)。船舶运动数学模型采用三自由度,加入风、浪、流作用力模拟海况,以船舶的位置和姿态矢量与实际值的差值作为控制器输入。在传统PID控制器基础上加入模糊控制,根据模糊控制规则寻求K_(p)、K_(i)、K_(d)的调整变化量ΔK_(p)、ΔK_(i)、ΔK_(d)与e和de间的关系,自动调节参数,加强控制器稳定性,使船舶沿规划路径向目标位置航行。采用非洲秃鹫算法结合Levy飞行策略计算船舶模型,通过确定每组最优秃鹫、秃鹫饥饿率、探索和开发4个阶段,并在开发阶段引入Levy飞行策略,增强全局搜索能力,确定秃鹫食物源最优位置,防止结果陷入局部最优,提高计算结果精确性。仿真结果表明,结合AVOA算法的模糊PID控制器能够提高船舶路径跟踪效率,使其跟踪过程较为平顺。通过对比PSO、GA和SSA算法优化Fuzzy-PID控制器参数可以看出,AVOA对K_(p)、K_(i)、K_(d)参数整定收敛速度较快,控制器适应度值较低,寻优精度较高,能够使船舶沿规划路径航行。

主 题 词：DP铺缆船 路径循迹 模糊控制 Levy飞行策略 非洲秃鹫算法 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 

D　O　I：10.3404/j.issn.1672-7649.2024.06.013

馆 藏 号：203127420...