[发明专利]一种基于和声搜索的船舶动力定位底层推进器控制方法

权利要求书

1.一种基于和声搜索的船舶动力定位底层推进器控制方法，其特征在于，采用基于模糊控制器的模糊控制方法控制推进器电机转速，并基于和声搜索算法优化模糊控制器中的参数设置；

所述基于模糊控制器的模糊控制方法包括以下步骤：

S1：实时采集推进器的电机实际输出转速y′，根据电机实际输出转速y′与电机给定转速y_g得到转速差值e和转速差值变化量Δe，e＝y′-y_g，t表示时间；

S2：转速差值e依次经量化因子k₁的量化变换、模糊化得到转速差值模糊化结果E，转速差值变化量Δe依次经量化因子k₃的量化变换、模糊化得到转速差值变化量模糊化结果EC；

模糊化过程中，定义转速差值模糊化结果E、转速差值变化量模糊化结果EC满足以下公式：

E＝[e₁,e₂,...,e_i,...,e_m]

EC＝[Δe₁,Δe₂,...,Δe_j,...,Δe_n]

式中，e_i表示第i个转速差值模糊子集，m表示E对应的模糊子集总数，Δe_j表示第j个转速差值变化量模糊子集，n表示EC对应的模糊子集总数；

S3：转速差值模糊化结果E和转速差值变化量模糊化结果EC依次经基于模糊规则的模糊推理、解模糊得到转速输出量y₀和转速输出变化量Δy₀，

模糊规则为：若E为e_i,且EC为Δe_j,则输出权值r_i,j和模糊输出量y_(i-1)n+j；

定义相关度矩阵R和模糊输出量集合y满足以下公式：

y＝[y₁,y₂,...,y_(i-1)n+j,...,y_mn]

解模糊的过程为：

S4：转速输出量y₀和转速输出变化量Δy₀经比例因子k₂、k₄的比例变换得到调速控制量Y，Y＝k₂y₀+k₄Δy₀；

S5：将调速控制量Y反馈至推进器，作为推进器电机转速设定值控制推进器电机转速；

基于和声搜索算法优化相关度矩阵R、量化因子k₁、k₃和比例因子k₂、k₄；基于和声搜索算法优化模糊控制器中的参数设置的步骤包括：

101：参数和声库每一行的分量为一个解，且每一行的每个分量依次对应相关度矩阵R的元素、量化因子k₁、比例因子k₂、量化因子k₃和比例因子k₄，依照各分量取值范围随机生成数量为HMS组的初始参数和声库HM；并设置最大迭代次数N和选择概率HMCR；

102：随机生成一个[0,1]之间的随机数Rand，若RandHMCR，则在原参数和声库中随机选取分量组成新解，反之，则重新初始化生成新解；

103：以微调概率PAR微调新解中的分量；

104：根据评价指标分别评价新解和参数和声库中最差解，若新解优于最差解，则新解代替最差解，反之，则保持原参数和声库不变；

105：判断当前迭代次数Iter是否小于N，若是，输出参数和声库并且以评价指标最优对应的一行分量作为模糊控制器使用的参数，否则跳转步骤102。

2.根据权利要求1所述的一种基于和声搜索的船舶动力定位底层推进器控制方法，其特征在于，所述步骤102中，在原参数和声库中随机选取分量组成新解的选取方式满足以下公式：

其中，K(p)为新解中第p个分量，HM(hms,p)表示参数和声库HM中第hms行第p列分量，Randi[,]表示随机取整函数，floor()表示取整函数，α为预设的选择参量。