基于免疫遗传优化的船舶航向控制

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1、分类号：密级单位代码１０１５１ＵＤＣ：：？大是蘇事乂拿全日制应用型硕±研究生学位论文基于免疫遗传优化的船舶航向控制葛贝贝指导教师胡江强教授企业导师＇曲万库船长申请学位类别工程硕±工程领域交通运输工程学位授予草位大连海事大学２化５年６月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学工程硕±学位论文基于免疫遗传优化的船舶航向控制（应用研究）葛贝贝指导教师胡江强职称教授企业导师曲万库职称船长学位授予单位大连海事大学申请学位级别工

2、程硕±工程领域交通运输工程论文完成日期２０１５年５月答辩日期２０１５年６月答辩委员会主席ＳｈｉＳｔｅｅｒｉｎｂａｓｅｄｏｎＩｍｍｕｎｅＧｅｎｅｔｉｃＡｌｏｒｉｔｈｍｐｇｇＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ！；〇ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｔ－ＩｎａｒｔｉａｌｆｉｉＵＵＩｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅ山ｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｑＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｂｙＧｅＢｅｉｂｅｉＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｐｇｇ）

3、ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＨｕＭａ２０１５ｙ，大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明；本论文是在导师的指导下，，独立进行研究工作巧取得的成果＂＂撰写成博／硕±学位论文基于免疫遗传优化的船舶航向控制。除论文中已经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，均已在文中Ｗ明确方式标明。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：％ＲＶ？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

4、解大连海事大学有关保留、使用研巧生学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，允许论文被查綺和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位讼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（光盘版电子杂志社中国学位论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。。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本

5、授权书＂＂不保密□（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：＾化导师曰期吹年的日中文摘要摘要现代船舶自动巧的控制方法ＷＰＩＤ为主，船舶运动具有大惯性、大时滞和非ＰＩＤ线性的持点，控制器参数不易整定。自适应免疫遗传算法是在免疫遗传算法的基础之上，对编码方法和选择、交叉和变异等遗传操作算子进行了改进，避免算法陷入局部最优，加快收敛速度，对优化船舶航向ＰＩＤ控制器具有参考意义。本文在现有的免疫遗传算法研究基础之上，通过对编码方法和选择、交叉和一．变异等遗传操作算子进行改进，提出种自适应免疫遗传算法：通过相似性矢量矩选择算子来实现选择操作和种辞个体

6、浓度的调节，使种辭多样性保持较高水平，避免陷入局部最优；根据个体适应度值的大小自适应地调整交叉操作产生子代范围的变化，使子代个体向更好的方向进化，加快算法收敛速度；同时，变异算子采用随着进化代数増加自适应变化的策略，避免进化后期产生较大振荡，使种群趋于收敛一。通过对系列测试函数的优化试验证明了自适应免疫遗传算法具有更好的全局收敛效果和速度。最后将自适应免疫遗传算法运用在船舶航向控制中，使用自适应免疫遗传算法离线优化船舶航向ＰＩＤ控制器的参数，并与人工整定的ＰＩＤ控制器和具有精英保留的遗传算法优化的Ｐ取控制器进巧对比仿真试验，结果表明自适应免疫遗传

7、算法整定的ＰＩＤ船舶航向控制器响应时间更短、无超调、鲁棒性更强、控制效果更理想。关键词：远传算法；人工免觀偽；励航向控制；ＰＩＤ控制英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｍｏ巧ｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｍｏｄｅｍｓｈｉｐａｕｔｏｐｉｌｏｔｉｓＰＩＤＣＯ打ｔｒｏｌ．Ｉｔｉｓｄｔｒｅｉｆｉｃｕｌｔ化ａｄｊｕｓｔｔｈｅＰＩＤｐａｒａｍｅｔｅｒｂｅｃａｕｓｅ化ｅｓｈｉｍｏｉｏｎｉｓａａｔ