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基于改进鲨鱼优化算法的自抗扰控制参数整定

控制与决策 2019年第4期34卷 816-820页

作者：魏立新赵默林范锐周红星燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 浙江富日进材料科技有限公司杭州311106

非线性自抗扰控制器耦合参数多,常规经验整定法难以获得最优参数,以至于影响控制器的控制精度.单一机制的优化算法整定出的自抗扰参数均可能是局部最优解,不能有效提高自抗扰控制器的控制精度.针对此问题,提出一种基于改进鲨鱼优化算法... 详细信息

非线性自抗扰控制器耦合参数多,常规经验整定法难以获得最优参数,以至于影响控制器的控制精度.单一机制的优化算法整定出的自抗扰参数均可能是局部最优解,不能有效提高自抗扰控制器的控制精度.针对此问题,提出一种基于改进鲨鱼优化算法的自抗扰控制器参数优化设计方法.为解决基本鲨鱼优化算法易陷入局部最优解、算法后期收敛速度慢的问题,提出混合交叉变异策略与双种群协同机制,以ITAE指标为自抗扰控制器参数选择的优化目标,并以二自由度机械臂为例进行仿真验证.结果表明,优化后的自抗扰控制器具有更小的超调量和更高的控制精度,在加入外界干扰后,控制器可以很快抑制干扰,具有很好的抗干扰能力,改进后的鲨鱼优化算法可以用于复杂非线性系统自抗扰控制器的参数优化.

关键词：鲨鱼优化算法自抗扰控制器参数整定协同进化双种群机械臂

基于双种群鲨鱼优化算法的自抗扰机械臂轨迹跟踪

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计算机应用与软件 2021年第6期38卷 231-237,270页

作者：吴敏徐兴雷尚猛浙江东方职业技术学院浙江温州325000 温州职业技术学院浙江温州325011 岭南大学经营学院庆尚北庆山385141

针对自抗扰控制器耦合参数过多,传统经验整定法难以整定的问题,提出一种改进的鲨鱼优化算法对参数进行在线整定。通过自适应控制因子、双种群寻优、位置废弃等策略改善传统鲨鱼优化算法易陷入局部最优和开发勘探能力不平衡的缺陷。将整... 详细信息

针对自抗扰控制器耦合参数过多,传统经验整定法难以整定的问题,提出一种改进的鲨鱼优化算法对参数进行在线整定。通过自适应控制因子、双种群寻优、位置废弃等策略改善传统鲨鱼优化算法易陷入局部最优和开发勘探能力不平衡的缺陷。将整定后的自抗扰控制器对机械臂进行轨迹跟踪实验。实验结果表明,优化后的自抗扰控制器有效降低了轨迹跟踪误差,提高了控制精度和抗扰动能力。

关键词：鲨鱼优化算法自抗扰参数整定双种群位置废弃机械臂

基于改进鲨鱼优化算法的倒立摆自抗扰控制研究

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微电机 2019年第9期52卷 92-97页

作者：吴敏肖志坚尚猛浙江东方职业技术学院数字工程学院浙江温州325000 岭南大学经营学院韩国庆山385141

旋转倒立摆是一类单输入多输出的非线性不稳定系统,具有很强的耦合性,传统的控制策略难以满足其控制精度的要求。为实现对倒立摆起摆后在稳定阶段的精确控制,本文采用自抗扰控制策略对倒立摆的摆角和转角进行闭环控制。由于传统的非线... 详细信息

旋转倒立摆是一类单输入多输出的非线性不稳定系统,具有很强的耦合性,传统的控制策略难以满足其控制精度的要求。为实现对倒立摆起摆后在稳定阶段的精确控制,本文采用自抗扰控制策略对倒立摆的摆角和转角进行闭环控制。由于传统的非线性自抗扰控制器具有多个耦合参数,传统的经验整定法难以有效整定,本文通过均匀变异和对立学习策略对传统鲨鱼算法进行改进并对自抗扰控制器参数进行在线整定。通过实验,验证了改进后的鲨鱼优化算法具有较高的全局收敛性,有效的整定了自抗扰控制器参数,提高了控制器精度,使倒立摆获得了良好的稳定性和鲁棒性。

关键词：旋转倒立摆鲨鱼优化算法自抗扰控制器对立学习均匀变异

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基于鲨鱼优化算法的液压伺服系统自抗扰控制

电气传动 2019年第11期49卷 76-81页

作者：周美玲刘悦开封大学信息工程学院

针对冷轧机组液压伺服位置系统存在不一致性而引起两侧位置不同步的问题,提出一种基于改进鲨鱼优化(ISSO)算法的自抗扰同步控制方法。首先,建立了液压伺服位置同步系统的数学模型,并针对自抗扰控制器参数难以整定以至于影响同步控制精... 详细信息

针对冷轧机组液压伺服位置系统存在不一致性而引起两侧位置不同步的问题,提出一种基于改进鲨鱼优化(ISSO)算法的自抗扰同步控制方法。首先,建立了液压伺服位置同步系统的数学模型,并针对自抗扰控制器参数难以整定以至于影响同步控制精度的问题,通过引入反向学习综合策略和自学习系数,针对鲨鱼优化算法易陷入局部最优的问题进行了改进,并将改进后的鲨鱼优化算法用于自抗扰控制器的参数整定。最后,通过仿真验证了所提方法有效地减小了同步控制误差,且具有良好的抗扰动能力。

关键词：位置同步控制鲨鱼优化算法参数整定反向学习自学习系数

基于正弦控制因子的Lateral变异鲨鱼优化算法

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数学的实践与认识 2020年第5期50卷 119-127页

作者：徐兴雷吴敏尚猛温州职业技术学院浙江温州325011 浙江东方职业技术学院数字工程学院浙江温州325000 安阳工学院飞行学院河南安阳455000

针对传统鲨鱼优化算法在求解高维目标函数时,易早熟收敛,陷入局部最优的缺陷.提出一种基于正弦控制因子的Lateral变异鲨鱼优化算法.通过正弦曲线的特性和自适应惯性权重,改善了传统鲨鱼优化算法中由于随机选取控制因子数值大小可能导致... 详细信息

针对传统鲨鱼优化算法在求解高维目标函数时,易早熟收敛,陷入局部最优的缺陷.提出一种基于正弦控制因子的Lateral变异鲨鱼优化算法.通过正弦曲线的特性和自适应惯性权重,改善了传统鲨鱼优化算法中由于随机选取控制因子数值大小可能导致算法在迭代后期全局搜索能力降低的问题,提高了算法在迭代后期的全局收敛能力,并对最佳鲨鱼位置引入Lateral变异策略,加强了算法跳出局部最优的可能性.改进后的算法对多个shifted单峰,多峰以及固定维测试函数进行求解,实验结果表明,对比多种不同优化算法而言,本文所提LSSO算法具有更高的收敛精度和搜索速度.

关键词：鲨鱼优化算法正弦控制因子 Lateral变异全局优化自适应惯性权重

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基于鲨鱼优化算法的农产品物流配送路径优化

扬州大学学报（自然科学版） 2019年第4期22卷 1-5页

作者：尚猛曹峻玮安阳工学院飞行学院河南安阳455000 岭南大学经营学院韩国庆山385141

为提高农产品物流配送系统的效率和效益,根据农产品物流配送特点,建立了物流配送系统数学模型,并基于改进的鲨鱼优化算法对配送路径进行优化.为避免传统鲨鱼优化算法易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于正弦运动机制和高斯变异策略的改... 详细信息

为提高农产品物流配送系统的效率和效益,根据农产品物流配送特点,建立了物流配送系统数学模型,并基于改进的鲨鱼优化算法对配送路径进行优化.为避免传统鲨鱼优化算法易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于正弦运动机制和高斯变异策略的改进鲨鱼优化算法.试验结果表明,改进算法能较好地解决农产品物流配送车辆路径的优化问题,有效降低物流配送的成本.

关键词：农产品物流配送鲨鱼优化算法正弦运动机制高斯变异最短路径

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基于分解和向量的多目标鲨鱼优化算法

计算机与现代化 2021年第9期 43-50页

作者：李宏伟太原城市职业技术学院信息工程系山西太原030001

为了提高多目标鲨鱼算法在收敛速度和解集的分布性,提出一种基于分解和向量的多目标鲨鱼优化算法(DVMOSSO)。首先针对基本鲨鱼算法收敛性和多样性难以平衡的问题,通过在精英集采过程中,用参考向量计算角度惩罚距离标量值来平衡目标空间... 详细信息

为了提高多目标鲨鱼算法在收敛速度和解集的分布性,提出一种基于分解和向量的多目标鲨鱼优化算法(DVMOSSO)。首先针对基本鲨鱼算法收敛性和多样性难以平衡的问题,通过在精英集采过程中,用参考向量计算角度惩罚距离标量值来平衡目标空间中解的收敛性和多样性。除此之外,针对基本鲨鱼算法在迭代后期易早熟收敛,陷入局部最优的缺陷,采用高斯变异策略重新初始化粒子,同时在精英解集中采用多项式变异来增加种群的多样性。最后,为了验证本文所提算法的有效性,将本文所提的DVMOSSO算法与NSGAII-DS、MOEA/D、MMOPSO、MOSSO和dMOSSO算法在标准测试函数上进行对比实验,实验结果表明本文所提算法具有良好的收敛性和分布性,算法收敛精度更高,寻优能力更强。

关键词：鲨鱼优化算法精英解集分解向量重新初始化多项式变异

基于广义反向学习的改进鲨鱼算法自抗扰参数整定

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科学技术与工程 2020年第22期20卷 9081-9089页

作者：石春花刘环长治医学院生物医学工程系长治046000 长治医学院计算机教学部长治046000

针对非线性自抗扰控制器参数难以整定、很大程度影响控制精度的问题,提出一种改进鲨鱼优化算法的在线整定方式。首先,针对传统鲨鱼算法易早熟收敛陷入局部最优,且算法全局搜索精度低的问题,通过广义反向学习对鲨鱼种群进行初始化,并在... 详细信息

针对非线性自抗扰控制器参数难以整定、很大程度影响控制精度的问题,提出一种改进鲨鱼优化算法的在线整定方式。首先,针对传统鲨鱼算法易早熟收敛陷入局部最优,且算法全局搜索精度低的问题,通过广义反向学习对鲨鱼种群进行初始化,并在鲨鱼位置更新过程中加入非线性控制因子,平衡算法的全局探索能力和局部开发能力,最后在迭代过程中加入Levy变异机制,提高算法跳出局部最优的能力。其次,将改进后的鲨鱼优化算法对自抗扰控制器参数在线整定,并将优化后的自抗扰控制器用于工程实例中,进行仿真实验。实验结果表明,整定后的自抗扰控制器很大程度提高了控制精度和抗扰动能力。

关键词：自抗扰参数整定鲨鱼优化算法广义反向学习非线性控制因子 Levy变异

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冷轧机组液压伺服系统自抗扰控制策略研究

冷轧机组液压伺服系统自抗扰控制策略研究

作者：赵默林燕山大学

学位级别：硕士

液压伺服系统是整个冷轧机组板厚控制系统的执行部分,直接影响冷轧板带材的最终质量。在实际工业中,针对液压伺服系统模型中内部参数摄动以及外界负载扰动会使得轧机两侧液压缸压下位置产生误差,不能实现同步控制的问题,本文选取一类不... 详细信息

液压伺服系统是整个冷轧机组板厚控制系统的执行部分,直接影响冷轧板带材的最终质量。在实际工业中,针对液压伺服系统模型中内部参数摄动以及外界负载扰动会使得轧机两侧液压缸压下位置产生误差,不能实现同步控制的问题,本文选取一类不基于数学模型且具有强抗扰能力的自抗扰控制器用于控制液压伺服系统,很大程度的减小了轧机两侧位置误差。针对非线性自抗扰控制器耦合参数难以整定的问题,采用智能优化算法在线整定的方法进行研究,并针对传统扩张状态观测器对于随机多源扰动观测能力差的问题,设计了一类自适应扩张状态观测器。本文的主要工作如下:(1)针对非线性自抗扰控制器参数难以整定以至于影响对液压伺服位置系统控制精度的问题,通过鲨鱼优化算法对控制器参数进行在线整定,并针对算法在迭代过程中会陷入局部最优以及寻优缓慢甚至会停滞的问题,通过引入交叉变异以及双种群策略对算法进行改进,提高算法的全局搜索能力。以冷轧机单侧液压伺服系统作为被控对象,通过对比验证了改进鲨鱼优化算法较其他优化算法优化后的自抗扰控制器具有更高的控制精度和抗扰动能力,有效的提高了液压伺服系统动态性能。(2)针对冷轧过程中受到的一类多源随机扰动,传统自抗扰控制器不能观测的问题,提出了一类自适应扩张状态观测器。首先,根据扰动来源建立了随机扰动的数学模型,通过结合自适应项和扩张状态观测器,推导出一类自适应扩张状态观测器,并与状态反馈控制率结合,构建出一种新的自抗扰抑制控制结构。其次,以李雅普诺夫函数为依据,验证了所提控制器的稳定性。最后通过仿真,验证了所提自适应扩张状态观测器可以针对随机多源扰动进行观测和补偿。(3)针对轧机两侧液压缸压下位置不同步问题,研究非线性液压缸模型,设计了一类非线性自抗扰位置控制器和非线性自抗扰位置调节器,对两侧误差进行观测并给予消除,最终在保证压下位置同步的情况下,使系统具有更高的动态特性,加快了同步速度。通过仿真实验证明了所提方案可以实现轧机两侧液压缸的快速同步。

关键词：液压伺服系统位置同步非线性自抗扰鲨鱼优化算法随机多源干扰自适应扩张状态观测器