萤火虫算法的桥式吊车PID控制方法

发布时间：2023-10-06 17:39

　　萤火虫算法是一类新颖、简单和执行效率较高的群智能优化算法,被广泛用于自动控制等领域。萤火虫算法是受萤火虫种群发出荧光进行个体间信息交流机制启发而提出。本文针对萤火虫算法的改进和其在桥式吊车PID控制器参数整定的应用问题进行了较为深入的探讨。本文的主要研究内容如下:(1)综述了萤火虫算法的发展历史和研究现状,桥式吊车PID控制的研究现状。(2)提出一种基于位置均值的萤火虫算法(LM-FA)。在LM-FA算法中采用了基于反比例函数的吸引度值计算方法,将萤火虫位置向量绝对值的均值作为系数。为利用萤火虫亮度值,将萤火虫间的亮度差和萤火虫种群的平均亮度的比值作为另外一个系数。在LM-FA算法中采用随机变步长系数,步长系数从两个不同范围的均匀分布中采样,然后根据适应度函数大小选择最优的步长系数。通过对一些典型测试函数的寻优实验,表明算法在无约束优化问题中有良好的寻优性能。采用双PID位置控制器,使用台车的当前位置确定两个PID控制器的权重。将LM-FA算法应用于双PID控制器参数整定。二维桥式吊车的仿真实验表明优化得到的PID控制器参数能够保证台车快速到达目标位置同时有效抑制摆角。双PID位置控制...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号和缩略语表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 基本萤火虫算法
        1.2.1 萤火虫算法概述
        1.2.2 基本萤火虫算法
    1.3 桥式吊车系统
        1.3.1 桥式吊车系统概述
        1.3.2 桥式吊车研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 基于位置均值的萤火虫算法
    2.1 引言
    2.2 基于位置均值的萤火虫算法
        2.2.1 基于位置均值的吸引度
        2.2.2 随机变步长系数飞行策略
        2.2.3 LM-FA实现步骤
    2.3 算法性能测试与分析
        2.3.1 测试函数
        2.3.2 实验结果及分析
    2.4 桥式吊车双PID控制器设计
        2.4.1 引言
        2.4.2 PID控制器概述
        2.4.3 单PID位置控制器控制方法
        2.4.4 双PID位置控制器控制方法
    2.5 控制目标函数设计
    2.6 基于LM-FA的PID控制器参数优化
    2.7 小结
第3章 局部搜索萤火虫算法
    3.1 引言
    3.2 局部搜索萤火虫算法
        3.2.1 基于适应度值的局部搜索机制
        3.2.2 基于距离矩阵方差的种群更新
        3.2.3 LS-FA实现步骤
    3.3 算法性能测试和分析
        3.3.1 测试函数
        3.3.2 实验结果和分析
    3.4 吊车平台控制仿真实验
    3.5 实验结果分析
    3.6 小结
第4章 总结与展望
    4.1 全文工作总结
    4.2 研究展望
参考文献
作者简介



本文编号：3852160