[发明专利]一种基于差分进化算法的自适应船用柴油机振动主动控制方法

权利要求书

1.一种基于差分进化算法的自适应船用柴油机振动主动控制方法，其特征在于，包括，

步骤一、生成初始种群P⁰，P⁰是一个D×NP阶的矩阵，种群中的每个个体代表一个D维向量i为个体在种群中的位置，i＝1，2，…，NP；t为当前进化迭代次数，t＝1，2，…，T，T为最大迭代次数；D为种群维度，即待确定参数的个数，所述参数包括位置环的比例参数、速度环的比例、积分参数；NP为种群规模，即种群个体的数量；种群个体根据公式(1)在[p_min，p_max]范围内随机取值：

式中：p_min和p_max是种群个体数值的最小值和最大值；rand(0,1)表示在0到1之间随机取一个小数；

步骤二、变异种群，通过公式(2)、(3)生成D×NP大小的变异种群V^t，从种群P^t中随机选取5个互不相同的个体即r1≠r2≠r3≠r4≠r5≠i,

式中：f是变异算子，通常在[0,2]中取值；是变异种群V^t中的第i个个体，f_max和f_min是变异算子f的最大值和最小值；

步骤三、交叉操作，初始化一个交叉种群C^t，大小为D×NP，

式中：CR是交叉算子，通常在[0,1]中取值；是交叉种群C^t中的第i个个体；r^t是第t次迭代时在[1,D]范围内随机选取的整数；

对进行交叉操作后的种群C^t根据公式(5)进行边界处理,

式中：sc为常数，通常取0.01；

步骤四、选择操作，对种群P^t和C^t的个体通过公式(6)、(7)进行择优，

式中：e(t)是控制单元双偏心质量块作动器的当前位置值与柴油机飞轮端的位置值之间的偏差；De惩罚项系数，当e(t)≤0时，De＝0，当e(t)0时，De＝10；u(t)是控制单元输出值；w₁,w₂为权值，w₁+w₂＝1；

步骤五、当迭代次数t未达到最大迭代次数时，合并种群P^t和种群C^t形成种群U^t，对种群U^t进行快速非支配排序获得非支配解集，并计算种群中每个个体的拥挤距离，然后按照精英选择策略进行剪切形成新种群；

当迭代次数t达到最大迭代次数时，输出非支配解集；

步骤六、控制单元根据非支配解集产生振动，所述控制单元包括控制器、变频器、功率单元、电机、双偏心质量块作动器，控制器控制双偏心质量块作动器调整位置和转速，抵消柴油机振动。

2.根据权利要求1所述的一种基于差分进化算法的自适应船用柴油机振动主动控制方法，其特征在于，所述控制单元还可以包括增量式编码器，增量式编码器用于获取柴油机飞轮端和作动器尾端的位置和转速信号，控制器根据柴油机飞轮端和作动器尾端的位置差、柴油机飞轮端和作动器尾端的转速差对主动控制方法进行评估。