基于降维优化的主动式锚泊定位系统张力分配算法

发布时间：2021-12-21 19:26

　　为提高海洋钻井平台在复杂海况下的生存能力和定位精度,提出以锚泊线受力均匀度、锚绞机运行时间及负荷为优化目标,锚泊线张力为约束条件的多目标非线性锚泊定位系统优化控制模型。针对模型中存在的自变量等式约束问题,采用基于降维的遗传算法优化锚泊系统的张力分配,并根据系统动态控制特征对遗传算法中的初始种群生成方法、交叉和变异算子进行了改进研究。在此基础上,进一步讨论了多控制目标自适应权重系数计算方法。所提出的控制方法能够在保证锚泊线张力分布均匀的前提下,有效提高锚泊定位系统在不同海况下的响应速度和运行经济性。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(07)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

悬链线式锚泊定位系统

其中:Fx和Fy分别是横荡、纵荡方向上的环境扰动力;M是艏摇方向的干扰力矩;Ti是第i根锚泊线的顶端张力;φi第i根锚泊线在海平面上的投影与平台艏向的夹角;di是锚绞机位置到平台中心点的距离;ωi是第i根锚泊线所在的锚绞机位置与平台中心点的连线和平台艏向的夹角。1.2 降维算法

设置遗传算法的进化代数为200，种群数量p为100，继承上一时刻的精英个体数量q是20，将每个变量的取值范围平均分成2份进行等距生成初始种群。Pc＿max为0.8,Pc＿min为0.6,Pm＿max为0.1,Pm＿min为0.02。将[-3203188 N,-93681 N,-3416296N·m]作为张力分配控制器的输入，比较改进方法对优化进程的影响，如图3所示。可以看出，IGA的初始种群精英程度好明显好于AGA及GA，且收敛速度快。AGA在的收敛速度上表现较好，且在进化后期仍能够产生最优个体。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]自动锚泊定位系统的张力混合优化算法[J]. 苏晓宇,金鸿章,胡晓东.  电机与控制学报. 2015(04)
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本文编号：3545041