基于改进遗传算法的传感器优化配置-论文.pdf

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1、第31卷第5期计算机仿真2014年5月文章编号：1006—9348(2014)05—0056—04基于改进遗传算法的传感器优化配置耿飞，龙海辉，赵健康，丁鹏(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：针对卫星太阳能帆板传感器的优化配置问题，为提高稳定性，提出了基于系统可观性的优化方法。通过可观性Gram阵的分块解析形式，避免了求解高阶Lyapunov矩阵方程。分析可观性的特殊性，提出了传感器的优化配置准则。为快速寻找到传感器的最优位置，针对传统遗传算法的局限性和不足，提出了自适应改进遗传算法。通过自适应调整交叉概率与变异概率和优秀个体保护，克服了传统遗传

2、算法的早熟和发散现象的缺陷。实验结果表明，改进的遗传算法对于传感器的配置优化是有效的。关键词：太阳能帆板；可观性；传感器；遗传算法；自适应调整中图分类号：V411．8文献标识码：BSensorOptimizationMethodBasedonImprovedGeneticAlgorithmGENGFei，LONGHai-hui，ZHAOJian-kang，DINGPeng(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China

3、)ABSTRACT：Inthispaper，anoptimizationmethodbasedonsystemobservabilitywasproposedtotheoptimizedcon—figurationofsatellitesolarpanelssensor．BlockanalyticalformoftheobservabilityGramarraywasusedtoavoidthesolutionofhigher—orderLyapunovmatrixequation．Sensoroptimalallocationprinciplewasproposedba

4、sedonthea—nalysisofparticularityofobservability．Inordertoquicklysearchfortheoptimallocationandovercomethelimitationandinsufficientofthetraditionalgeneticalgorithm，animprovedadaptivegeneticalgorithmwaspresented．Adaptivelyadjustingcrossoverprobabilityandmutationprobabilityandexcellentindivi

5、dualprotectionwereaddressedtoovercomethetraditionalgeneticalgorithmprematureanddivergentphenomenondefects．Experimentalresuhsshowthatim-provedgeneticalgorithmiseffectiveforsensorplacementoptimization．KEYWORDS：Satellitesolarpanels；Observability；Sensor；Geneticalgorithm；Adaptivelyadjusting1引言

6、重要的作用。确定传感器的最佳位置是个优化过程，涉及优卫星，航天飞机等航天器上的能源来源有三种，一是电化准则的问题。围绕优化准则』，国内外专家学者有各种提池，二是核发电，三是太阳能。目前人类在太空的航天器搜法，主要有可控度／可观度准则、系统能量准则、系统响应准集太阳能主要通过太阳能电池帆板，将太阳的光能转换成电则、可靠性准则、控制溢出／观测溢出准则等。基于系统响应能，然后储存在卫星的太阳能电池里，为卫星在太空中的正或能量的各类优化准则，与系统初值，控制律或激励源密切常运转提供了充足的电力保障。相关，而太阳能帆板挠性结构振动初值未知，激励复杂，且控在卫星运转时，太阳能帆板受到

7、来自宇宙风、微粒等制律可能存在变化。因此，寻求通用性强的优化配置方法成干扰力的影响。这些干扰力不但会影响卫星的正常运转，还为关键。会使太阳能帆板产生由振动引起的疲劳损伤，甚至影响太阳太阳能帆板振动测量的关键点之一是传感器的位置配能帆板的使用寿命。所以对太阳能帆板展开后的振动分析置。然而，用于传感器配置优化的传统方法非常的耗时，不就显得相当重要。太阳能帆板的结构特点是质量轻、阻尼适合用于安装多个传感器这类复杂的挠性结构系统，因而迫弱、刚度小且跨度大J，其复杂的挠性结构使测量附件的元切需要新的优化方法。近年来，各种新的优化算法不断