[發(fā)明專利]一種基于混合算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810165856.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN108490770A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏國(guó)清;韓志偉;陳興華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;B63H25/42
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于混合算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.建立動(dòng)力定位系統(tǒng)的推力分配模型；

步驟2.初始化魚群參數(shù)：初始化人工魚群規(guī)模M、每條人工魚的初始位置、視野Visual和步長(zhǎng)Step、擁擠度因子δ、最大重復(fù)嘗試次數(shù)try_number、最大迭代次數(shù)；

步驟3.將步驟1和步驟2中所述的信息讀入人工魚群算法中，并更新算法的迭代次數(shù)；

步驟4.每條人工魚分別執(zhí)行兩種行為：(1)每條人工魚執(zhí)行聚群行為，缺省行為是覓食行為；(2)每條人工魚執(zhí)行追尾行為，缺省行為是覓食行為；

步驟5.計(jì)算各人工魚各當(dāng)前的適應(yīng)度值：推力分配優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是推進(jìn)器的能耗、推進(jìn)器的磨損、推力誤差最小，以及避免奇異結(jié)構(gòu)；

步驟6.分別對(duì)每條人工魚比較兩種行為的結(jié)果，執(zhí)行適應(yīng)度值更好的行為，將人工魚的適應(yīng)度值與公告板進(jìn)行比較，以適應(yīng)度值好的人工魚更新公告板；

步驟7.當(dāng)達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)，人工魚群算法終止，輸出最優(yōu)解(即人工魚的狀態(tài)和對(duì)應(yīng)的值)；

步驟8.根據(jù)獲取的初始解，將m只人工螞蟻放置在步驟7輸出的n個(gè)不同的解上，然后并行地搜索m個(gè)與問題最優(yōu)解相對(duì)應(yīng)的游歷，完成初始化工作，首先，為了防止停滯現(xiàn)象的出現(xiàn)，將信息素的取值范圍限制為[τ_min,τ_max]，各解結(jié)點(diǎn)每條邊上信息素的初值為：τ_ij(0)＝τ_max，其中ρ為信息素?fù)]發(fā)系數(shù)，L_best表示對(duì)應(yīng)全局最好解或迭代最優(yōu)解的路徑長(zhǎng)度；

步驟9.計(jì)算轉(zhuǎn)移概率；

步驟10.信息素濃度更新；

步驟11.重復(fù)步驟8、9、10，當(dāng)循環(huán)的次數(shù)達(dá)到事先設(shè)定好的最大迭代次數(shù)N時(shí)，或者部分人工螞蟻都選擇了同一條路徑方式前行，整個(gè)程序終止；

步驟12.輸出蟻群和人工魚群混合算法尋找到的最優(yōu)分配方案，即每個(gè)推進(jìn)器產(chǎn)生的推力大小和方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合算法的船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配方法，其特征在于，所述的步驟(1)具體為：

令參與推力分配的輸入量τ＝[τ_X,τ_Y,τ_N]，

τ＝B(α)u

其中u＝[u₁,u₂,…,u₈]，

τ_X、τ_Y、τ_N分別為輸入的縱向、橫向和艏搖方向的力和力矩；u為8個(gè)推進(jìn)器輸出的推力矢量；α_i為第i個(gè)推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)的方位角，l_xi、l_yi分別為第i個(gè)推進(jìn)器與船舶旋轉(zhuǎn)中心的縱向、橫向距離，B(α)是對(duì)應(yīng)的矩陣。