基于极点配置的智能体PID运动控制器参数优化-论文.pdf

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1、第54卷第4期中山大学学报(自然科学版)Vo1．54No．42015年7月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENIJu1．2015DOI：10．13471／j．cnki．acta．snus．2015．04．005基于极点配置的智能体PID运动控制器参数优化张光磊，齐红，贾鹤呜(1．东北林业大学信息与计算机工程学院，黑龙江哈尔滨150040；2．东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对智能体的运动控制问题，以水面船舶减摇问题为例，采用易于工程实现的经典PID控制器，提

2、出了一种以时间乘横摇和艏摇的绝对误差累积和为性能指标的单纯形优化算法来解决控制器参数优化正定问题，该方法在理论推导出控制器参数的结果后再以实际系统输出做为优化的依据进行参数整定，最终实现对横摇和艏摇的最优控制，很大程度上提高了控制器的实用性；同时由于横摇和和艏摇的频带特性之间的差异，通过引入高通滤波器更好地解决了舵减横摇对航向影响的问题，仿真结果表明单纯形算法优化的控制器参数提高了控制效果，加入高通滤波器降低了舵减摇对航向的影响。关键词：船舶减摇；PID控制；单纯形优化算法；高通滤波器中图分类号：TP27文献标志码：A文章编号：0529—65

3、79(2015)04—0023—07ParameterOptimizationofAgentPIDMotionControllerBasedonPoleAssignmentZHANGGuanglei，QIHong，JIAHeming(1．InformationandComputerEngineeringCollege，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NortheastForestryUniv

4、ersity，Harbin150040，China)Abstract：Aimedattheproblemofmotioncontrolofintelligentagent，thesurfaceshipantirollingwastakenasanexamplewithusingtheclassicalPIDcontroller，whichiseasytoimplementinengineering．Akindofaccumulationandtheperformanceindexesoftheabsoluteerrorintimebyther

5、ollandyawofthesimplexoptimizationalgorithmwereproposedtosolvethecontrollerparametersoptimizationpositiveprob—lem．Accordingtotheactualsystemoutput，thecontrollerparameterswerederiedfortheoptimizationofthebasis．Theoptimalrollandyawcontrolwasultimatelyachieved，andthepracticabil

6、ityoftheproposedcontrollerwasgratlyimproved．Atthesametime，duetothedifferencebetweenthefrequencycharacter-isticsoftherollandyaw，thehighpassfilterhasbettersolvedtherudderrollstabilizationofcourseim．pactproblem．Thesimulationresultsillustratedthatthecontrollerparametersofthesim

7、plexalgorithm0p—timizationofthecontroleffectincreasedwiththehighpassfilterandreducedtheimpactonthecourseoftherudderrollstabilization．Keywords：shipantirolling；PIDcontroll；simplexoptimizationalgorithms；highpassfilter船舶舵减横摇技术是船舶运动控制的重点之理是利用操舵产生的横摇力矩来抵消或部分抵消由一，在1972年由Cowley和Lam

8、ber提出的，其原海浪产生的横摇干扰力矩来达到减横摇的目的⋯。收稿日期：2014—08—28基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DL13BB04)作者