[发明专利]一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法

权利要求书

1.一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，采用粒子群算法和无人天车的PID控制器相结合的方式，把无人天车的摆角设定值和无人天车的现场实际摆角值作为系统误差，把PID控制器的P、I、D三个控制参数作为粒子群位置矢量，根据选取的适应度函数和粒子更新规则，对无人天车摆角进行自适应控制，从而将无人天车运行时的天车摆角大小控制在误差允许范围内。

2.根据权利要求1所述的一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、粒子群初始化：设计粒子群PID控制模型的粒子速度和粒子位置矢量，以及粒子群的参数范围和维度；

b、粒子适应函数计算：确定粒子群算法的适应度函数和粒子更新规则，计算个体粒子最优位置和群体粒子最优位置，从而更新粒子速度和位置；

c、采用在线调整的方式，确定系统误差；

d、在线判定系统误差，如果系统误差在允许范围内，执行下一步骤；如果系统误差不在允许范围内，则返回步骤b继续优化粒子位置；

e、输出P、I、D参数，实现对无人天车摆角的自适应控制。

3.根据权利要求2所述的一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，步骤a具体为：

初始化一群粒子，设定粒子最大飞行速度V_max，设定无人天车的PID控制器的P、I、D三个参数的参数范围，P为0~40，I为0~1，D为0~4，在参数范围内随机产生粒子速度V_i和粒子位置X_i(X_ip、X_ii、X_id)，粒子维度为三维。

4.根据权利要求3所述的一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，

步骤b中，粒子群算法的适应度函数为：设定系统误差为ey(t)，系统误差ey(t)为天车摆角实际值y₁和天车摆角设定值y₂之间的差值，适应度函数计算公式为，公式中w₁、w₂、w₃为权值，u(t)为PID控制器输出，t_u为系统时间，e(t)为系统误差ey(t)；

粒子更新规则为：对于每个粒子，当J_iJ_ibest，则J_ibest=J_i，P_i= x_i；当J_iJ_gbest，则J_gbest=J_i，P_g=x_i，公式中J_i表示当前粒子的适应度，J_ibest表示粒子经过的最好位置，p_i表示J_ibest的位置，J_gbest表示全局经过的最好位置，p_g表示J_gbest的位置， x_i是粒子位置Xi。

5.根据权利要求4所述的一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，w₁=0.9，w₂=0.01，w₃=2。

6.根据权利要求4所述的一种基于粒子群算法的无人天车摆角控制方法，其特征在于，步骤c中，采用在线调整的方式，无人天车运行时，无人天车系统数据库自动接收天车现场运行天车摆角实际值y1，把无人天车摆角实际值y₁和无人天车摆角设定值y₂的差值作为系统误差ey(t)。