第３８卷第２期一一一一一一一一一一一哈一尔一滨一工一程一大一学一学一报一一一一一一一一一一Ｖｏｌ．３８?．２
２０１７年２月一一一一一
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ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ一一一一一一一一一一一Ｆｅｂ．２０１７
基于改进遗传算法的ＲＯＶ推进器伺服系统辨识
丁汉卿，王旭阳，葛彤
（上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海２００２４０）
摘一要：针对ＲＯＶ变量液压推进器伺服控制系统的控制模型，提出了采用改进遗传算法进行控制模型参数辨识三为解决遗传算法易早熟，难以找到精确解等问题，采用一种基于均匀设计的种群初始化方法和一种改进变异方式的深度捕食策略，有效提高了ＲＯＶ变量液压推进器伺服控制模型辨识算法的全局收敛性和搜索效率三同时，利用液压试验平台搭建液压回路模拟液压推进器伺服控制系统，采集试验数据辨识得到了ＲＯＶ变量液压推进器的精确控制模型，仿真和实验结果证明了辨识算法的可行性和模型的正确性三关键词：ＲＯＶ推进器模型；变量马达；遗传算法；捕食策略；种群初始化ＤＯＩ：１０．１１９９０／ｊｈｅｕ．２０１５１２０９１
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．ｕ．２０１６１１１６．１６１３．０１４．ｈｔｍｌ中图分类号：ＴＰ３９１．９一文献标志码：Ａ一文章编号：１００６－７０４３（２０１７）０２－０１６８－０７
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｖａｒｉａｂｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆａｎｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｈｒｕｓｔｅｒｂａｓｅｄｏｎａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＤＩＮＧＨａｎｑｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｕｙａｎｇ，ＧＥＴｏｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｖａｌＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＯｃｅａｎａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｖａｒｉａｂｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆａｎＲＯＶ（ｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅ）ｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｈｒｕｓｔｅｒ．Ｔｏａｖｏｉｄｐｒｅｍａｔｕｒｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｎａｃｃｕｒａｔｅｓｏｌｕ?ｔｉｏｎ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｔｏｃｒｅａｔｅａｎｉｎｉｔｉａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎａｕｎｉｆｏｒｍｄｅｓｉｇｎａｎｄｎｅｗｍｕｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈａｐｒｅｄａｔｏｒｙｓｅａｒｃｈｓｔｒａｔｅｇｙｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｐｅｒｆｏｒｍｌｏｃａｌｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄｓｏｌｖｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｇｌｏｂａｌｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｌｏｗｓｅａｒｃｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒ?ｉｍｅｎｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎａｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｅｓｔｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｈｒｕｓｔｅｒｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎａｃｃｕｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆａｎＲＯＶｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｈｒｕｓｔｅｒｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｆｉｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＯＶ（ｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅ）ｔｈｒｕｓｔｅｒｍｏｄｅｌ；ｖａｒｉａｂｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｏｔｏｒ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｐｒｅｄａ?ｔｏｒｙｓｅａｒｃｈｓｔｒａｔｅｇｙ；ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ收稿日期：２０１５－１２－２８．网络出版日期：２０１６－１１－１６．基金项目：国家高技术研究发展计划（２０１２ＡＡ０９２１０１）．作者简介：丁汉卿（１９９２－），男，硕士研究生；
王旭阳（１９７７－），男，助理研究员．通信作者：王旭阳，Ｅ?ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｕｙａｎｇ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
一一ＲＯＶ（ｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅ）是人类在海洋探索和开发中的重要工具，运动控制技术是ＲＯＶ的关键技术之一，是各国研究机构的研究热点，而ＲＯＶ推进系统模型是设计运动控制策略的基础三液压伺服系统具有系统体积小二重量轻二控制精度高二响应速度快的优点，广泛用于ＲＯＶ的推进系统三按照所使用的调速方法不同，ＲＯＶ液压推进系统又可以分为节流调速系统和容积调速系统两大类［１］三节流调速系统通过改变控制阀的节流口大小，调节液压马达的转速，如加拿大ＡＳＥ公司的ＨＹＳＵＢ作业型
ＲＯＶ三容积调速系统则是通过改变液压马达的排量
进行调速，容积调速系统虽然相对复杂且成本较高，但效率较高，发热量小，控制精确，且变量马达的排量普遍较大，易获得大流量高转速，广泛应用于大功率ＲＯＶ，如英国ＰｅｒｒｙＳｌｉｎｇｓｂｙ公司生产的ＴＲＩＴＯＮ系列作业型ＲＯＶ等三基于其以上优良性质，上海交通大学水下工程研究所研制的 海龙二号 ＲＯＶ液压推进系统采用了基于变量马达的容积调速系统三以往对于ＲＯＶ推进系统的研究多侧重于推力控制分配算法，而对液压推进器伺服控制系统控制模型研究较少［１－３］三文献［４］根据推进器的推力－油压－流量曲线图来计算定量液压推进器的控制输入，文献［５］对ＲＯＶ定量液压推进器控制系统输入输出关系进行了线性化，并且利用阶跃响应系统辨识法
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