[發(fā)明專利]基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010906950.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112068429B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天雷;余焱江;邱炯智;張京玲;張昕;黃尊地;鄭宇杰;鄧亦佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 孫浩

1.一種基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，包括：

步驟S100，初始化參數(shù)和種群，首先設(shè)定進(jìn)化代數(shù)G、最大進(jìn)化代數(shù)Gmax、鳥(niǎo)巢數(shù)目n、搜索空間維數(shù)D、被發(fā)現(xiàn)概率Pa、搜索空間上限u和下限l；

步驟S200，隨機(jī)產(chǎn)生n個(gè)鳥(niǎo)巢位置并且計(jì)算每個(gè)鳥(niǎo)巢位置的適應(yīng)度值；

步驟S300，利用基于S型函數(shù)的慣性權(quán)重遞減算法更新每個(gè)鳥(niǎo)巢位置并計(jì)算新鳥(niǎo)巢位置的適應(yīng)度，將現(xiàn)有鳥(niǎo)巢與上一代鳥(niǎo)巢位置進(jìn)行比較，選擇適應(yīng)度值較好的鳥(niǎo)巢位置替換適應(yīng)度值較差的鳥(niǎo)巢位置，并保存適應(yīng)度值最差的鳥(niǎo)巢；

步驟S400，產(chǎn)生一個(gè)[0,1]的隨機(jī)數(shù)Pt，若PtPa，則利用基于種群最差解的反向?qū)W習(xí)算法進(jìn)行偏好隨機(jī)游走更新鳥(niǎo)巢位置，計(jì)算鳥(niǎo)巢的適應(yīng)度值，將現(xiàn)有鳥(niǎo)巢位置與原鳥(niǎo)巢位置進(jìn)行比較，選擇適應(yīng)度值較好的鳥(niǎo)巢位置替換適應(yīng)度值較差的鳥(niǎo)巢位置；

步驟S500，若GGmax，則返回執(zhí)行步驟S300，否則輸出目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果；其中，基于S型函數(shù)的慣性權(quán)重遞減算法表示為：

其中，Zi,j代表算法進(jìn)化至第i代時(shí)的第j個(gè)候選解，其中j＝1,2,…,n；Zi,g為第i代搜索到的全局最優(yōu)解；η表示算法初始搜索步長(zhǎng)，與優(yōu)化問(wèn)題的維度及復(fù)雜性有關(guān)，通常情況下η＝1；表示點(diǎn)對(duì)點(diǎn)乘法，L(λ)表示萊維飛行的搜索路徑，w為慣性權(quán)重，A_j為爆炸算子對(duì)每一個(gè)鳥(niǎo)巢進(jìn)行爆炸操作的計(jì)算值；

其中，基于種群最差解的反向?qū)W習(xí)算法表示為：

其中，其中，r、P是服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)，Heaviside(*)是跳躍函數(shù)，ε為發(fā)現(xiàn)概率，一般取ε＝0.25，Zi,j和Zi,w分別代表算法進(jìn)化到第i代的兩個(gè)隨機(jī)可行解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)表示為：

其中，F(xiàn)為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化值驅(qū)動(dòng)力u(t)、位置偏差信號(hào)ζ(t)及擺角信號(hào)x3(t)，w1,w2,w3為權(quán)重系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所述A_j的計(jì)算公式為：

其中，為限制最大振幅的因素，f(Zi,j)代表算法進(jìn)化至第i代時(shí)的第j個(gè)候選解的適應(yīng)度值，ε為一個(gè)極小的常數(shù)，以避免出現(xiàn)分母為零的情況。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所述限制最大振幅的因素的計(jì)算公式為：

其中，n為布谷鳥(niǎo)的種群數(shù)量，w為慣性權(quán)重。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SFCS算法的滑模控制器參數(shù)整定方法，其特征在于，所述若GGmax，則返回執(zhí)行步驟S300，否則輸出目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果，包括：

判斷GGmax條件是否成立；

在GGmax條件成立的時(shí)候，返回執(zhí)行步驟S300；如果GGmax條件不成立，輸出目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。