基于量子免疫算法的三自由度直升機(jī)的研究.pdf

1、三自由度直升機(jī)因其形象直觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置和存在的高階次、非線性、多輸入多輸出等特點(diǎn)，已成為眾多高校驗(yàn)證研究智能算法的工具。本文以固高公司生產(chǎn)的GHP2004型三自由度（3-Dof）雙旋翼直升機(jī)為主要研究對(duì)象，通過結(jié)合量子免疫算法（Quantum Immune Algorithm，QIA）設(shè)計(jì)響應(yīng)性能良好的控制器，實(shí)現(xiàn)控制效果。量子免疫算法通過克隆選擇和記憶學(xué)習(xí)機(jī)理，增強(qiáng)了算法的智能型，具有高并行性和全局優(yōu)化的特點(diǎn)。
　　主要

2、工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1、介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，根據(jù)每個(gè)自由度的動(dòng)力學(xué)特性，利用牛頓力學(xué)原理建模。為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效的控制器，滿足快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確等特性，將模型簡(jiǎn)化，建立狀態(tài)空間表達(dá)式。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由最優(yōu)控制理論出發(fā)的線性二次型調(diào)節(jié)器（Linear Quadratic Regulator，LQR）和由智能控制領(lǐng)域出發(fā)的正則化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Normalized Fuzzy Neural Network，NFNN）控制器。

3、
　　2、介紹量子計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合量子免疫算法全局優(yōu)化的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到LQR和NFNN控制器的參數(shù)選擇上，通過帶有性能分析的評(píng)價(jià)函數(shù)選取高親和力的抗體，得到優(yōu)化后的合理參數(shù)。由仿真結(jié)果得出，量子免疫算法在參數(shù)優(yōu)化方面的特性，驗(yàn)證算法的可行性，充分體現(xiàn)算法全局優(yōu)化的特點(diǎn)。
　　3、對(duì)3-Dof直升機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，利用QIA優(yōu)化LQR控制器參數(shù)，由于量子計(jì)算的并行性導(dǎo)致現(xiàn)有的計(jì)算設(shè)備不能很快計(jì)算，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，所以通過采用分