基于人工鱼群算法的波浪滑翔器艏向模型辨识与控制

摘要

cqvip:针对"海洋漫步者"号波浪滑翔器的艏向运动模型辨识、控制参数优化问题,引入人工鱼群算法并将其应用于波浪滑翔器艏向模型参数辨识和控制中。首先,在简化假设条件下,将波浪滑翔器从刚柔多体系统简化为一个"推进器+浮体"刚性系统,进而建立了波浪滑翔器水平面运动数学模型;然后,采取经验方法结合参数辨识的策略获取了模型参数,即部分模型参数由经验方法估算得到;但是鉴于艏向控制的特殊性和重要性,艏向模型参数基于水池试验数据并利用人工鱼群算法进行辨识获得,从而充分地利用有限试验数据以真实刻画系统的动力学特性。针对该艏向运动模型,基于人工鱼群算法进行艏向S面控制器的参数优化,完成"海洋漫步者"号波浪滑翔器的艏向预报对比及海上控制试验。水池试验验证了艏向运动模型波浪滑翔器艏向运动的预测具有较高的精度,包括艏向角和转艏角速度。在水池试验和海洋试验中波浪滑翔器均展现了较好的艏向控制性能,试验结果验证了所提出方法的有效性。