[发明专利]一种基于粒子群优化的光电设备跟踪控制方法

摘要

本发明公开了一种基于粒子群优化的光电设备跟踪控制方法，采用盲寻优的方式，最后收敛输出结果不受系统装配误差和环境引入误差影响，可实现高精度跟踪控制；该方法特别适用于复合轴跟踪系统，无需进行复杂坐标变换计算执行机构运动角度，用于嵌入式光电跟踪系统中，实时性好，可大幅提高光电跟踪带宽。

主权项

1.一种光电设备跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、用t表示迭代次数，t的初值设为0；随机初始化一个由N个粒子组成的二维种群，每个粒子对应一个二维向量：其中，N至少取2；i表示粒子序号，i的取值在1～N之间，x^t_i,y^t_i表示第t次迭代中执行机构在方位和俯仰方向转动角度；依次将生成的粒子作为输入控制执行机构转动，目标在探测器上成像后，记录每个粒子对应的目标在探测器上的位置：步骤二、以目标在探测器上的位置与探测器中心距离的平方构造评价函数；计算得到每个粒子对应评价函数的最小值，最小值对应的粒子作为全局最优粒子，全局最优粒子对应的方位和俯仰角度即为全局最优值；将第t次迭代中确定的全局最优值记做Pgb^t；对于每一个粒子，将当前迭代计算得到上一次迭代计算中的评价函数进行比较，小值对应的方位和俯仰方向转动角度为该粒子的局部最优值，将第i个粒子在第t次迭代确定的局部最优值记为Plb^t_i；步骤三、根据上一次迭代运算获得的全局最优值和局部最优值更新粒子群，更新方式如下：V_i^t+1＝W×V_i^t+c₁×rand₁×(Plb_i^t‑P_i^t)+c₂×rand₂×(Pgb^t‑P_i^t)P_i^t+1＝P_i^t+V_i^t+1其中，W表示惯性权重因子，取0.1，V_i^t+1表示第i个粒子在第t+1次迭代的更新的速度，c₁、c₂表示学习因子，取0.5，rand₁、rand₂表示0‑1之间的随机数，P_i^t+1表示第i个粒子在第t+1次迭代对应的二维向量；步骤四、根据步骤三更新后的粒子群，确定第t+1次迭代的全局最优值和各个粒子的局部最优值；判断全局最优值所对应评价函数是否小于设定阈值：如果小于阈值，则停止更新迭代，将全局最优值作为输入控制执行机构转动，实现跟踪控制；如果大于或者等于设定阈值，则迭代次数累积一次，返回步骤三继续下一次迭代，直至全局最优值的评价函数小于阈值。