微粒群算法研究及其在鋪排船智能控制中的應(yīng)用

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1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要長(zhǎng)江鋪排船是適應(yīng)長(zhǎng)江航道整治工程的需要，滿足在航道整治中對(duì)軟質(zhì)基礎(chǔ)(沙質(zhì)等)河床構(gòu)造建筑物的要求，保證航道整治工程順利進(jìn)行而設(shè)計(jì)的專用工程船舶。自我國(guó)長(zhǎng)江中下游第一艘自動(dòng)化程度較高的鋪排船“渝工排l號(hào)”研制成功以來(lái)，現(xiàn)在陸續(xù)建造的“長(zhǎng)雁一號(hào)”與“長(zhǎng)雁二號(hào)”在規(guī)模和自動(dòng)化程度上都大大提高。自動(dòng)化操作已經(jīng)成為鋪排船設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，但是由于航道疏浚行業(yè)發(fā)展的需要，設(shè)計(jì)的鋪排船體型變大，絞車數(shù)量增多，施工模式也變得復(fù)雜化，使自動(dòng)鋪排的設(shè)計(jì)變得更加困難，最初設(shè)計(jì)時(shí)所采用的簡(jiǎn)單模糊控制策略已不在滿足設(shè)計(jì)的要求，有必要對(duì)原有控制策略進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。論文通過(guò)對(duì)PS

2、O算法收斂原理及其目前的幾種改進(jìn)方法的深入分析和研究，提出并設(shè)計(jì)了基于公共歷史的兩種群并行搜索的量子粒子群算法(TPHQPSO算法)，以提高PSO算法的收斂速度和全局收斂性能。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)的優(yōu)化仿真分析，該算法在收斂速度與收斂精度上都有所提高。論文通過(guò)分析目前鋪排船控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和施工工藝特點(diǎn)，針對(duì)鋪排船移船控制，提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的模糊自適應(yīng)控制方案。在此方案中采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建鋪排船移船控制模型，根據(jù)鋪排船施工的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，用TPHQPSO算法對(duì)鋪排船神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。同時(shí)根據(jù)鋪排船神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出和輸入的理想軌跡之間的偏差，仍然用本文研究提出的

3、TPHQPSO算法對(duì)模糊控制器進(jìn)行控制規(guī)則的實(shí)時(shí)調(diào)整?；贛ATLAB軟件環(huán)境對(duì)鋪排船移船控制方案進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明設(shè)計(jì)的控制器能夠消除大部分偏差，并能夠跟蹤偏差的變化，模糊自適應(yīng)控制方案滿足設(shè)計(jì)的要求。最后，本文對(duì)這次研制的“長(zhǎng)雁二號(hào)”鋪排船自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，包括監(jiān)控系統(tǒng)的功能和界面，自動(dòng)鋪排控制程序的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用情況。實(shí)船實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的基于TPHQPSO優(yōu)化算法的鋪排船移船模糊自適應(yīng)控制方案可以在一定程度上解決六錨聯(lián)動(dòng)的問(wèn)題，但是由于現(xiàn)今船舶施工模式的復(fù)雜，該方法僅在順?biāo)伵诺姆绞较滦Ч^好，其他鋪排模式下的控制方法還有待更進(jìn)一步的研究。關(guān)鍵詞

4、：鋪排船，六錨聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，智能控制，PSO，TPHQPSO武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractGeotextiles—layingvesselisaspecial-purposeprojectvesselwhichmeettheneedofCllangiiangRiverchannelrenovateproject’guaranteetherenovateprojectgoonsmoothly．The"YUGONGPAIN01”geotextiles-layingvesselhasbeenthefirstvesselwiththehigherautomatizat

5、ionmonitoringsysteminregionofthemiddleandlowerreachesoftheYangtzeRiver．The"CHANGYANNO1”and“CHANGYANNO2”desigedrecentlyalebonlgreaterthanitinthescaleandoperation．AutomaticoperationhasbecomethedevelopmenttrendofGeotextiles-layingvessels’design,butduetotheneedsofthedevelopmentofwaterwaydredgin

6、gindustry,thedesigedvesselsbecamelarge，withmorenumberofwinches，workingmodealsobecomemorecomplicated，thedesignofautomaticcontrolforitbecomesmorecomplex,theoriginaldesignofsimplefuzzycontrolstrategyhasnotmeetthedesignrequirements．itisnecessarytooptimizetheoriginalcontrolstrategyofthevessel．In

7、thispaper,basedonthedeeplyanalysisandstudyoftheconvergencetheoryandseveralimprovementmethodsofPSOalgorithm,anewQPSOwithtwoParticleSwarmsbasedonpublichistoryresearchingside-by-side(TPHQPSO)ispresented，inordertostrengthentheconvergencespeedandglobalsearchi