基于改进遗传算法的飞行控制律参数设计

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1、December2013Vol.44No.4(serialNo.154)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY基于改进遗传算法的飞行控制律参数设计刘家学，刘晓荣，耿宏（中国民航大学航空自动化学院，天津300300）[摘要]在进行大包线飞行控制律设计中，需要将飞行包线分为几个区域，针对各个区域设计线性控制律，采用多个线性控制律来近似替代所需要的非线性控制律，本文中线性控制律采用PID控制结构，若用传统PID控制律参数整定方法，工作烦琐、设计时间长，而且控制效果不是很好，提出运用遗传算法优化控制律参数，并针对遗传算法局部寻优能力差、收敛速度差

2、、易早熟等缺点，对其进行了几点改进，为提高鲁棒性，对其适应函数进行了设计，针对某机型某个区域的俯仰控制进行了PID控制律设计仿真，利用改进的遗传算法对其参数进行优化，结果表明，该方法在23代就能得到最优控制参数，而且使系统动态性能有了较明显的提高。[关键词]PID；遗传算法；俯仰控制；鲁棒性；动态性能[中图分类号]TP301.6[文献标识码]A[DOI编码]10.3969/j.issn.1006-141X.2013.04.06[文章编号]1006-141X（2013）04-0030-06DesignofParametersofFlightContr

3、olLawBasedonImprovedGeneticAlgorithmLIUJia-xue,LIUXiao-rong,GENGHong(CollegeofAviationAutomation,CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China)Abstract:Inthedesignoflargeenvelopeflightcontrollaw,flightenvelopecanbedividedintoseveralregions,andlinearcontrollawisdesignedfor

4、eachregion.Multiplelinearcontrollawsareemployedtoapproximatealternativenonlinearcontrollawthatshallbepresent.Inthisarticle,linearcontrollawwasdesignedusingPIDcontrolstructure,thetraditionalmethodofPIDcontrollawparametersdefinitiontakestediouseffortandlongtime,andthecontrolisno

5、tgoodenough,asaresult,amethodusinggeneticalgorithmtooptimizetheparametersofthecontrollawisproposed.Aimingattraditionalgeneticalgorithm’spoorlocaloptimizationability,poorconvergencerate,prematurityandothershortcomings,severalimprovementsareproposed.Inordertoimproverobustness,it

6、sfitnessfunctionisdesigned.Oneregion’sPIDcontrollerofpitchisdesignedandsimulated,thentheimprovedgeneticalgorithmisusedtooptimizecontrollerparameters.Theresultsshowthatthemethodisabletogettheoptimalcontrolparametersinthe23thgeneration,andthesystemdynamicperformanceissignificant

7、lyimproved.Keywords:PID;geneticalgorithm;pitchcontrol;robustness;dynamicperformance基金项目：国家自然科学基金重点项目（60832011）；天津市科技攻关计划重点项目（06YFGZGX00700）；中央高校基金科研业务费项目（ZXH2012B001）30基于改进遗传算法的飞行控制律参数设计刘家学等2013年12月第44卷第4期(总第154期)压区域[4000,8000]中选择标称设计点A：速度1引言V=150m/s，高度H=7500m，动压Q=6268.4Pa；受

8、控对象的线性小扰动方程为：飞机是一类比较特殊的对象，不仅表现在其为V'0.0032.64409.8V