文章标题：基于Levy-AVOA优化模糊PID的动力定位船舶循迹控制研究

文章作者：赵勇¹, 丁锐¹, 张静², 李吉德²
关 键 字：DP铺缆船|路径循迹|模糊控制|Levy飞行策略|非洲秃鹫算法
文章摘要：为了提高动力定位（DP）铺缆船在铺设海底电缆时的路径循迹能力，设计非洲秃鹫算法优化模糊PID的船舶控制器（AVOA-Fuzzy-PID）。船舶运动数学模型采用三自由度，加入风、浪、流作用力模拟海况，以船舶的位置和姿态矢量与实际值的差值作为控制器输入。在传统PID控制器基础上加入模糊控制，根据模糊控制规则寻求K_p、K_i、K_d的调整变化量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d与e和de间的关系，自动调节参数，加强控制器稳定性，使船舶沿规划路径向目标位置航行。采用非洲秃鹫算法结合Levy飞行策略计算船舶模型，通过确定每组最优秃鹫、秃鹫饥饿率、探索和开发4个阶段，并在开发阶段引入Levy飞行策略，增强全局搜索能力，确定秃鹫食物源最优位置，防止结果陷入局部最优，提高计算结果精确性。仿真结果表明，结合AVOA算法的模糊PID控制器能够提高船舶路径跟踪效率，使其跟踪过程较为平顺。通过对比PSO、GA和SSA算法优化Fuzzy-PID控制器参数可以看出，AVOA对K_p、K_i、K_d参数整定收敛速度较快，控制器适应度值较低，寻优精度较高，能够使船舶沿规划路径航行。