气垫船航向的智能控制及仿真研究

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HUANG We i 一1 i . LI L i a n g
( H e b e i U n i v e r s i t y o f E n g i n e e r i n g H e b e i U n i v e r s i t y o f E n g i n e e i r n g ,H a n d a n He b e i 0 5 6 0 0 2 , C h i n a )
第 3 O 卷 第6 期
文章编 号: 1 0 0 6— 9 3 4 8 ( 2 0 1 3 ) 0 6— 0 3 6 1— 0 5



仿
真 2 0 1 3 年6 气 垫船 航 向的 智能 控 制及 仿 真 研 究
黄伟 力 , 李 亮
( 河北工程 大学 , 河北 邯郸 0 5 6 0 0 2 ) 摘要 : 研究气垫船航向优化控制问题 , 航 向受到多种影 响 , 具有非线性 、 时变 等特点 , 常规 P I D难 以建 立精确 的控 制模型 , 控 制精度低 , 影响航 向控制 。为了提高气垫船航 向控制精度 , 提 出一种粒子群优化算法 、 最小二乘支持 向量机和常规 P I D相融 合的气垫船航 向控制算法 ( P S O— L S S V M— P I D ) 。采用粒子群算法 对气垫船 P I D参数进行在线 整定 , 同时采 用最小 二乘支 持向量机对航 向变化进行预测 , 然后 P I D根据预测结果对 气垫船航 向进行超前控制 。仿 真结果表 明, P S O— L S S V M— P I D提 高了气垫船航 向控制精度 , 克服 了常规 P I D控制算 法存的缺陷 , 环境适 应能力更强 , 可 以保证气 垫船安全航行 。
关键 词: 气垫船 ; 航 向控制 ; 最小二乘支持向量机 ; 粒子群 优化算 法 中图分类号 : U 6 6 1 . 3 3 文献标识码 : B
I n t e l l i g e nt Co n t r o l a n d S i m ul a t i o n
o n Co u r s e Co n t r o l 0 f Ai r Cu s h i o n Ve h i c l e
s u p p o  ̄v e c t o r ma c h i n e w a s u s e d t o p r e d i c t t h e c h a n g e o f c o u se,a r n d t h e n P I D c o n t r o l e d t h e a i r c u s h i o n v e h i c l e c o u se r a c c o r d i n g t o t h e p r e d i c t e d r e s u l t s .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t P S O —L S S VM —P I D i mp r o v e s t h e c o n t r o l p r e c i s i o n o f t h e a i r c u s h i o n v e h i c l e c o u r s e ,a n d o v e r c o me s t h e d e f e c t s o f t r a d i t i o n l a P I D c o n t r o l lg a o it r h m. T h e p r o -
t i c l e s w a r m o p t i m i z a t i o n a l g o i r t h m,l e a s t s q u a r e s s u p p o  ̄v e c t o r m a c h i n e w i t h c o n v e n t i o n a l P I D( P S O —L S S V M—
t h e c o n t r o l p r e c i s i o n o f t h e a i r c u s h i o n v e h i c l e ,t h i s p a p e r p u t or f wa rd a c o u se r c o n t r o l lg a o it r h m w h i c h c o mb i n e s p r- a
ABS TRACT: Ai r c u s h i o n v e h i c l e i s a fe c t b y ma n y f a c t o r s ,s u c h a s n o n l i n e a r a n d t i me—v a r y i n g c h a r a c t e is r t i c s , i t i s d i ic f u l t f o r t h e t r a d i t i o n a l P I D t o e s t a b l i s h a c c u r a t e c o n t r o l mo d e l , S O t h e c o n t r o l p r e c i s i o n i s l o w.I n o r d e r t o i mp r o v e
P I D) .T h e p a r t i c l e s w a mi o p t i mi z a t i o n a l g o i r t h m wa s u s e d t o t u n e t h e P I D p a r a me t e s r o n—l i n e wh i l e t h e l e a s t s q u a r e