基于人工蜂群算法的船舶运动模型参数离线辨识

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1、基于人工蜂群算法的船舶运动模型参离线辨识田延飞胡UdU黄立文熊勇武汉理工大学航运学院内河航运技术湖北省重点实验室摘要：为准确、有效辨识出船舶运动模型的参数，以构建精确的船舶运动模型，将群智能优化算法中的人工蜂群算法引入到船舶运动模型的参数辨识。将船舶运动模型参数辨识问题转化为-个多维变量函数优化问题，分析了人工蜂群算法求解船舶运动模型参数辨识的适应性;给出/采用人工蜂群算法进行船舶运动模型参数辨识的流程。以响应型船舶运动模型参数辨识为例，仿真研宂显示，将船舶运动模型参数辨识问题转化成优化问题，通过人工蜂群算法对构建的误差准则目标

2、函数的优化，能够快速找到使得目的函数最优的一组变量，该变量即为辨识得到的模型参数。研究过程及结果表明，文中的技术路线简明且适用，是一种有效的计算机辅助船舶运动模型参数离线辨识方案。关键词：船舶运动模型;参数辨识;多维变量函数优化;群智能;人工蜂群算法;作者简介：田延飞(1983-),男，傅士，从事智能航海及其仿真技术、水上交通系统风险评估与安全保障等研究。收稿曰期:2016-09-06基金：W家科技支撑计划项目(2015BAG20B05)Off-lineparameteridentificationofmathematicals

3、hipmotionmodelbasedonartificialbeecolonyalgorithmTIANYan-feiHUShan-chuanHUANGLiienXIONGYongSchoolofNavigation，WuhanUniversityofTechnology;Abstract：Inordertoaccuratelyandeffectivelyidentifytheparametersconstructingamathematicalshipmotionmodel,theartificialbeecolonyalg

4、orithm(ABC),onekindofswarmintelligenceoptimizationalgorithms,isintroducedtotheparameteridentificationofshipmotionmodel.Transformingtheparameteridentificationissueintoaproblemofmultivariatefunctionoptimization,ABC’sadaptabilitytosolvetheproblemisanalyzed;techniqueproc

5、esstoidentifysuitedparametersusingthealgorithmisproposed.Takingparameteridentificationofa2ndlinearresponseshipmotionmodelforanexample,thesimulationbasedresearchshowthat,ABCcanoptimizetheerrorcriterionbasedobjectivefunctionandquicklybysearchinganoptimalsetofvariablesw

6、hicharccorrespondingtotheparameterstobeidentified.Theprocessandresultsshowedthatproposedtechnicalroutewassimpleandfeasiblewithstrongadaptability,makingitaneffectivecomputeraidedoff-lineparameteridentificationmethodformathematicalshipmotionmodel.Keyword：mathematicalsh

7、ipmotionmodel;parameteridentification;multi-dimensionfunctionoptimization;swarmintelligence;artificialbeecolonyalgorithm;Received：2016—09-060引言船舶运动数学模型是船舶操纵模拟器的核心，也是研宄船舶操纵性和船舶运动控制器的关键U1。因此，对船舶运动模型的质量要求也越来越高M。确定船舶运动模型中的参数是建模工作的主要和关键工作内容之一。在实际中，船舶运动数学模型屮大量的参数都是由船舶测量数据经

8、过经验公式计算或者辨识得出的[3]。在系统辨识原理框架下，以数据-模型类-误差准则为三要素，船舶运动模型参数辨识问题可以转后为一个目标函数（通常为误差泛函）的优化问题。以待辨识的参数为变量，通过对B标函数进行优化，找到使得B标函数最优的一组参数，即可实现对运动模