水下仿生鱼机器人的航向控制方法

专利主权项内容

1.水下仿生鱼机器人的航向控制方法，包括仿生鱼机器人航向控制系统，所述系统包括仿生鱼尾部动力电机，仿生鱼两侧鱼鳍舵机以及航向PID控制器；其特征在于：包括以下步骤：S1，将仿生鱼机器人航向PID控制问题转换成一个待优化数学模型，公式为：式中，x为仿生鱼机器人航向控制器的参数向量，N为样本数量，y为仿生鱼机器人航向实际角度值，y为仿生鱼机器人航向目标角度值；irefS2，利用改进红尾鵟优化算法对待优化数学模型寻优，步骤包括：D1、引入“中心扰动”机制，初始化算法种群，然后改进算法探勘阶段的重力因子G(t)，最后在算法每次迭代结束时加入动态折射反向学习策略，改进红尾鵟优化算法，“中心扰动”机制以当前最优适应度值的红尾鵟个体为中心，在小范围内初始化红尾鵟种群，数学模型公式为：式中，为“中心扰动机制”初始化后的红尾鵟种群，X为当前适应度值最佳的红尾鵟位置，rand为[0, 1]的随机数，X为初始化范围最大值，X为初始化范围最小值；bestui在红尾鵟低俯冲进攻阶段，所述低俯冲进攻阶段为算法开发阶段，引入改进后的自适应重力因子G(t)，G(t)数学模型为：11式中，t为当前迭代次数，T为总的迭代次数，w为衰减因子，G(t-1)为上一次迭代的自适应重力因子；max1所述衰减因子w，公式为：D2、利用改进红尾鵟优化算法优化仿生鱼机器人PID控制器，得到最佳Kp、Ki、Kd航向PID控制参数；S3，将优化后的仿生鱼机器人航向PID控制方法应用到仿生鱼机器人航向控制系统，实现仿生鱼机器人航向自适应控制。。来自：马 克 团 队