[發明專利]基于改進天牛須搜索算法的最大功率點跟蹤的方法

有效

• 申請號: 201910874228.6
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110794917B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 馬浩淼;王葦
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;尹秀峰

1.一種基于改進天牛須搜索算法的最大功率點跟蹤的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

S100、初始化天牛位置參數S=zeros(1,sd)，將天牛位置初始化為維度為sd的零向量，其中sd為空間尺度，初始化位置全部為零，

步長因子step，其初始值=10，描述了天牛每次移動位置的步長，

粒子權重wk，，描述了粒子當前速度在每次速度更新時所占的比重，k為循環計數器，k=1:maxgen，表示k從1循環增加至maxgen，wmax表示權重最大值，wmin表示權重最小值，maxgen表示迭代次數， ，

并初始化調制波M=zeros（1,sd），初始化為維度為sd的零向量；以及

初始化功率全局最大值Pgbest=0, 初始化功率局部最優值Plbest=0；

S200：更新步長因子step， ，其中eta為衰減因子；

S300：隨機生成天牛須朝向dir=rands(1,sd)，所述天牛須朝向與天牛位置為不同概念，天牛須位置是隨機生成；

S400：更新天牛位置，其中天牛位置更新依賴于以前的位置以及當前天牛須的生成位置，使用隨機數更新；

S500：根據當前天牛位置檢測并計算當前功率P=U*I，使用當前功率P與此前功率局部最優值Plbest進行比較，若當前功率P大于此前功率局部最優值Plbest，則更新功率局部最優值Plbest，其中，P賦值給Plbest，

并更新此時天牛位置的局部最優位置Slbest，其中，以當前功率局部最優值所對應的位置為局部最優位置Slbest，否則回到步驟S200；

S600：外界環境參數是否發生變化由公式判斷，若大于等于0.1則認為發生變化，則重啟算法返回步驟S100；否則繼續執行下一步；其中，Pk表示k次迭代時計算得到的功率，Pmax表示用于判斷外界環境參數是否發生變化的最大功率閾值；

S700：根據此時天牛的當前位置Sk，局部最優位置Slbest，全局最優位置Sgbest，當前調制波移動幅度movestepk，更新調制波移動幅度movestepk+1，利用更新后的調制波移動幅度movestepk+1與當前調制波Mk來更新調制波Mk+1；

S800：判斷調制波是否越界，并做越界處理，其中，M邊界為[-1,1]閉區間，越上界則令Mk+1=1，越下界則令Mk+1=-1；

S900：輸出調制波M_out=Mk+1，同時判斷是否達成停止條件，若達成則停止迭代并保持當前輸出不變，若不滿足則返回步驟S200。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S300中，

按照如下更新天牛須朝向：

，其中d0為天牛兩須之間的距離；為天牛須方向向量，為天牛當前即本次循環位置，為當前天牛右觸須/左觸須朝向，計算方式為d0=step/c，c為常數，c的大小決定了天牛實際的大小，其中，c越小，天牛越大，步長越長，每步移動距離越大，反之c越大步長越小。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟S400中，

按照如下更新天牛位置：

，表示：天牛下一步位置為：當前位置加上左右觸須朝向所對應的功率之差，其中，對于：用符號函數sign()來確定±，即哪一邊觸須長往哪邊移動，為右觸須朝向所對應的功率，為左觸須朝向所對應的功率，乘以步長再乘以當前天牛須方向向量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S700包括：

S701：根據此時天牛的當前位置Sk，局部最優位置Slbest，全局最優位置Sgbest, 當前調制波M的移動幅度movestepk,更新調制波M的移動幅度movestepk+1具體為：，其中，粒子群自我認知因子c1=1.41，取值范圍為[0.5,2.5]；社會認知因子c2=1.41，取值范圍為[0.5,2.5]，若采用動態取值，c2的變化方向與c1相反，r1與r2為（0,1）之間的除0、1以外的隨機數，r1、r2=unifrnd(0,1)，movestep為調制波移動幅度；

S702：

根據更新后的調制波M的移動幅度movestepk+1，當前調制波Mk，更新調制波Mk+1具體為：

。