基于模拟退火算法的船舶航向pid控制器参数优化研究

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1、密级分类号：单位代码—＾ＵＤＣ：＃乂是洛禱全日制应用型硕±研究生学位论文基于模拟退火算法的船舶航向ＰＩＤ控制器参数优化研究邵文超指导教师陈世才教授企业导师赵英伟高工工程硕女申请学位类别工程领域交通运输工程学位按予单位大连海事大学２０１５年６月密级分类号＇５ＵＤＣ．单樹戈码ＫＨ１大连海事大学工程硕±学位论文＂．基于模拟退火算法的船舶航向門Ｄ控制器参数优化祈究（应用研究）邵文超指导教师陈世

2、才职称教授企业导师赵英伟职称高工．学位授予单位大连海事大学申请学位类别工程硕古工程领域交通运输工程论文完成日期２０１５年５巧答辩日期２０１５年６巧答辩委员会主席ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｈｉｐＣｏｕｒｓｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＳｉｍｕｌａｔ；ｅｄ乂ｎｎｅａｌｉｎＡｌｏｒｉｔｈｍｇｇ乂化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｃＨｏＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒ

3、ｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｑＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＳｈａｏＷｅｎｃｈａｏＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｐｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＣｈｅｎＳｈｉｃａｉｐＭａｙ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创巧声明本人谢重声明：本论文是在导师的指导下，，独立进行研巧工作所取得的成果撰写成樽／

4、硕±学位论文俩燃知钟賊抚雌締抑雌：〇除论文身啼中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式巧明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：皆学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即；大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权大连海事大学可将本学位论

5、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志杜）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研巧所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。：保密□在本学位论文属于年解密后适用本授权书。＂＂不保密ｓ／（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作雜名导师签名啼专狂口日期年会月＾中文摘要摘要、船舶航向控制大多

6、数是传统的ＰＩＤ控制，它Ｗ其原理简单易于实现、适应性强、参数调整较容易等特点得到了广泛地应用，但是传统的ＰＩＤ控制器参数整定方法通常并不能取得预期的效果。因此，运用多种不同的优化方法来解决Ｐ田参数优化问题成为了最有效的控制系统设计方案。模拟退火算法（ＳＡ）是基于局部搜索算法的改进搜索算法，本文利用其思路清晰、原理简单、使用灵活的特点对舶航向控制Ｐ田参数进行离线优化，首先根据船舶航向控制应保证航向偏差和操纵航角应尽量小的特点，确定ＳＡ算法优化的目标函数和算法参数，利用ＳＡ算法对目标函数进斤搜索迭代运

7、算，得出优化后的ＰＩＤ参数，并进行ＭＡＴＬＡＢ仿真实验与遗传算法（ＧＡ）和单纯形算法优化ＰＩＤ参数对比证明ＳＡ算法在优化ＰＩＤ参数的可行性和优越性，收敛时间短，系统无超。调，应能小，，上升快具有很强的鲁棒性针对ＰＩＤ参数的ＳＡ优化中计算时间过长和可能遗失中间最优解的局限性，一ＳＡ法中间记忆环节并优化冷却进度表提出了，利用改进种改进的算法，增加算后的ＳＡ算法对船舶ＰＩＤ控制器进行仿真实验，并与普通的ＳＡ算法对比，改进后一。的ＳＡ算法收敛速度更快，得到的最终解也具有相当的可靠性，有定的实用价值关键

8、词：模算法；巧Ｄ控制；化拍化向控南Ｊ英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＭｏ巧ｏｆｓｈｉｈｅａｄｉｎｃｏｎｔｒｏｌｉｓｂａｓｅｄ０打ＦＩＤｃｏｎｔｒｏｌｉｎｖｉｒｔｕｅｏｆｉｔｓｓｉｍｌｅｐｇ，ｐｒｉｎｃｉｌｅｉｍｌｅｍｅｎｔｅａｓｉｌｓｔｒｏｎａｄ