[发明专利]一种基于混合算法的船舶动力定位系统推力分配方法

权利要求书

1.一种基于混合算法的船舶动力定位系统推力分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.建立动力定位系统的推力分配模型；

步骤2.初始化鱼群参数：初始化人工鱼群规模M、每条人工鱼的初始位置、视野Visual和步长Step、拥挤度因子δ、最大重复尝试次数try_number、最大迭代次数；

步骤3.将步骤1和步骤2中所述的信息读入人工鱼群算法中，并更新算法的迭代次数；

步骤4.每条人工鱼分别执行两种行为：(1)每条人工鱼执行聚群行为，缺省行为是觅食行为；(2)每条人工鱼执行追尾行为，缺省行为是觅食行为；

步骤5.计算各人工鱼各当前的适应度值：推力分配优化的目标函数是推进器的能耗、推进器的磨损、推力误差最小，以及避免奇异结构；

步骤6.分别对每条人工鱼比较两种行为的结果，执行适应度值更好的行为，将人工鱼的适应度值与公告板进行比较，以适应度值好的人工鱼更新公告板；

步骤7.当达到最大迭代次数时，人工鱼群算法终止，输出最优解(即人工鱼的状态和对应的值)；

步骤8.根据获取的初始解，将m只人工蚂蚁放置在步骤7输出的n个不同的解上，然后并行地搜索m个与问题最优解相对应的游历，完成初始化工作，首先，为了防止停滞现象的出现，将信息素的取值范围限制为[τ_min,τ_max]，各解结点每条边上信息素的初值为：τ_ij(0)＝τ_max，其中ρ为信息素挥发系数，L_best表示对应全局最好解或迭代最优解的路径长度；

步骤9.计算转移概率；

步骤10.信息素浓度更新；

步骤11.重复步骤8、9、10，当循环的次数达到事先设定好的最大迭代次数N时，或者部分人工蚂蚁都选择了同一条路径方式前行，整个程序终止；

步骤12.输出蚁群和人工鱼群混合算法寻找到的最优分配方案，即每个推进器产生的推力大小和方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合算法的船舶动力定位系统推力分配方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

令参与推力分配的输入量τ＝[τ_X,τ_Y,τ_N]，

τ＝B(α)u

其中u＝[u₁,u₂,…,u₈]，

τ_X、τ_Y、τ_N分别为输入的纵向、横向和艏摇方向的力和力矩；u为8个推进器输出的推力矢量；α_i为第i个推进器旋转的方位角，l_xi、l_yi分别为第i个推进器与船舶旋转中心的纵向、横向距离，B(α)是对应的矩阵。