[发明专利]一种基于改进非洲秃鹫算法优化的滑模控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于改进非洲秃鹫算法优化的滑模控制方法及系统，其中，方法包括：获取滑模控制器的控制参数，根据控制参数构建第一非洲秃鹫种群；将第一非洲秃鹫种群初始化，并通过准对立学习策略优化第一非洲秃鹫种群得到第二非洲秃鹫种群；根据第二非洲秃鹫种群中非洲秃鹫个体的适应度值计算得到最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体，并计算最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体的饥饿率；控制最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体根据对应的饥饿率进入全局搜索或局部搜索得到控制参数的整定值。本发明能够提高了算法模型的收敛速度和收敛精度，并解决了容易陷入局部最优解的问题，防止滑模控制器控制参数整定结果欠佳。

技术领域

本发明涉及滑模控制技术领域，尤其是涉及一种基于改进非洲秃鹫算法优化的滑模控制方法及系统。

背景技术

桥式吊车系统常用于各类重工业场地以及港口货物运输，工作时依靠台车悬挂的吊绳将负载牵引到指定位置，整个过程需在快速运送的同时，尽量减少负载摆动，以提高运送效率与安全水平。目前，大多数桥式吊车在实际应用时，是由操作者根据经验调控吊车的运动速度，减少因负载摆动而造成的不利影响。但长时间的人工操作会降低桥吊的工作效率和增加安全风险。因此，推进桥式吊车的自动化迫在眉睫。

滑模控制由于具有快速响应，设计简单，鲁棒性强等特点，已广泛应用于桥式吊车系统的控制中，但滑模控制器的参数整定过程复杂，整定结果对控制效果影响较大，如何整定控制器参数用以提高吊车滑模控制器的性能成为目前最需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于改进非洲秃鹫算法优化的滑模控制方法及系统，能够使滑模控制器的参数整定算法收敛速度更快，精度更高。

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于改进非洲秃鹫算法优化的滑模控制方法，包括：

获取滑模控制器的控制参数，根据所述控制参数构建第一非洲秃鹫种群；

将所述第一非洲秃鹫种群初始化，并通过准对立学习策略优化所述第一非洲秃鹫种群得到第二非洲秃鹫种群；

根据所述第二非洲秃鹫种群中非洲秃鹫个体的适应度值计算得到最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体，并计算所述最优非洲秃鹫个体和所述次优非洲秃鹫个体的饥饿率；

控制所述最优非洲秃鹫个体和所述次优非洲秃鹫个体根据对应的所述饥饿率进入全局搜索或局部搜索得到所述控制参数的整定值。

根据本发明实施例的方法，至少具有如下有益效果：

首先将第一非洲秃鹫种群通过准对立学习策略优化得到第二非洲秃鹫种群，提高了种群多样性，增强了全局搜索能力；然后根据非洲秃鹫个体的适应度值得到最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体，选择适应度值高的秃鹫能够减少算法的收敛时间，提高算法的精度；最后最优非洲秃鹫个体和次优非洲秃鹫个体根据饥饿率选择当前的搜索模式寻找控制参数的整定值，解决了容易陷入局部最优解的问题，提高了收敛精度，保障了控制参数的整定值的准确度。

根据本发明的一些实施例，所述将所述第一非洲秃鹫种群初始化，包括：

P_(i)＝rand×(ub-lb)+lb，i＝1，2，…n

其中，ub表示探索空间上界，lb表示探索空间下界，rand表示(0，1)之间的随机数，P_(i)表示第i只非洲秃鹫在搜索空间的位置，n表示常数。

根据本发明的一些实施例，所述通过准对立学习策略优化所述第一非洲秃鹫种群得到第二非洲秃鹫种群，包括：

P_i^o＝lb+ub-P_(i)