基于HCOPSO算法的USV舵向PID控制参数整定方法

• Published in: 水下无人系统学报 Vol. 31; no. 3; pp. 381 - 397
• Main Authors: 陈明志, 刘兰军, 陈家林, 杨睿, 黎明
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东省海洋智能装备技术工程研究中心,山东青岛,266100 01.06.2023; 中国海洋大学工程学院,山东青岛,266100%中国海洋大学工程学院,山东青岛,266100
• Subjects: proportional integral derivative control; 粒子群优化; 舵向控制; unmanned surface vehicle; 无人艇; rudder steering control; 参数整定; parameter tuning; particle swarm optimization; 比例积分微分控制
• ISSN: 2096-3920
• DOI: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112022

TJ630%U664.82; 高速无人艇(USV)舵向控制要求同时满足调节时间短、超调量小,针对USV舵向比例积分微分(PID)控制的参数整定需求,将混合均值中心反向学习粒子群优化(HCOPSO)算法与PID控制结合,提出一种基于HCOPSO算法的USV舵向PID控制器参数整定方法.利用HCOPSO对PID控制器参数进行寻优,有效解决寻优过程的局部最优解问题.对比研究了粒子群(PSO)算法、线性惯性权重递减粒子群(LDIWPSO)算法、HCOPSO算法的PID控制器参数整定效果,结果表明,HCOPSO算法参数整定的USV舵向PID控制器具有更好的控制效果,相比于PSO、LDIWPSO,调节时间分别缩短 22%、15%,超调量分别降低 89%、74%,迭代次数分别减少 40%、30%.基于研制的"久航 750"USV开展了海洋环境测试,测试结果表明了文中设计方法应用于小型高速USV舵向控制的有效性.