(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210643036.6 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 贵州理工学院 地址 550001 贵州省贵阳市 云岩区贵工路1 号 (72)发明人 高宏建　丁勇　陈霖周廷 　胡建兴　 杨登红　 (74)专利代理 机构 南京华恒专利代理事务所 (普通合伙) 32335 专利代理师 宋方园 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻 优设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于遗传算法的导弹稳 定控制参数自动寻优设计方法。 导弹稳定控制参 数设计是一个多参数组合优化问题， 针对目前导 弹稳定控制系统设计中依赖设计师的工程设计 经验、 有可能无法在全局范围内获得组合优化的 控制器参数问题， 提出基于遗传算法的导弹稳定 控制系统参数自动寻优设计方法。 该发明充分利 用遗传算法的全局搜索寻优特性， 将系统所要求 的性能指标引入到适应度函数中， 从而实现对控 制器参数进行自动寻优设计。 将 本发明应用于某 型导弹稳定控制系统的参数自动寻优设计中， 仿 真结果表明控制效果良好， 验证了本发明的正确 性和可行性。 本发明实现了导弹稳定控制参数的 自动化设计， 具有较强的实用价 值。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114943152 A 2022.08.26 CN 114943152 A 1.一种基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： (1)根据导弹控制设计要求， 确定导弹稳定控制回路结构； (2)确定控制参数中待优化变量； (3)设计适应度函数以及寻优终止条件； (4)初始化寻优参数， 包括： 特征点序号n＝1、 特征点总数N、 进化代数Gen＝1、 最大迭代 次数、 种群大小、 待优化 参数寻优范围、 编码方式、 初始化种群以及遗传操作方式； (5)对第n个特 征点， 开始进行参数自动寻优设计； (6)对第Gen代种群， 计算种群中个 体的适应度值； (7)对第Gen代种群， 按设定的遗传操作方式依次进行选择、 交叉、 变异操作； (8)判断当前进化代数Gen是否小于最大迭代次数， 如果小于， 设置Gen＝Gen+1， 执行步 骤(6)， 否则执 行步骤(9)； (9)、 计算步骤(8)中最优个体下的时域响应性能， 判断最优个体时域响应性能是否满 足时域性能指标要求， 如果 不满足， 执 行步骤(4)， 否则执 行步骤(10)； (10)、 输出保存第n个特 征点的寻优结果， 作为第n个特 征点处待优化 参数的设计结果； (11)、 判断特征点序号n是否小于特征点总数N， 如果小于N， 设置n＝n+1， 执行步骤(4)， 否则结束自动寻优设计过程， 输出最终设计结果。 2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述步骤(1)的导 弹稳定控制回路结构为输入信号进入第四调参模块， 第四调参模 块依次设有第一比较器、 第一调参模块、 第二比较器、 第二调参模块、 第三比较器、 第三调参 模块， 信号作用于弹体的舵系统， 弹体上设有的陀螺采集的信号同时反馈到第二比较器和 第三比较 器中， 弹体上加表采集的信号反馈 到第一比较 器中。 3.根据权利要求2所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述步骤(1)中， 第一调 参模块、 第二调 参模块、 第三调 参模块、 第四调 参模块的调 参参数分别为K1、 K2、 K3和K4。 4.根据权利要求3所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述步骤(2)中， 待寻优参 数为时间常数t1、 t2以及阻尼系数ξ， 待优化参 数寻优范围 为0.05≤t1≤0.1、 0.06≤t2≤0.15、 0.7≤ ξ ≤ 0.9。 5.根据权利要求4所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述待寻优参数t1、 t2和 ξ与控制回路调参 参数K1、 K2、 K3和K4之间的关系模型为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943152 A 2其中： a1、 a2、 a3、 a4和a5为导弹动力系数， Vd为导弹速度。 6.根据权利要求3所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述 步骤(3)中， 适应度函数 形式为： J＝σ1(Mzn‑Mznzb)2+σ2(Pzn‑Pznzb)2+σ3(Mjs‑Mjszb)2+σ4(Pjs‑Pjszb)2 或 J＝σ1|Mzn‑Mznzb|+σ2|Pzn‑Pznzb|+σ3|Mjs‑Mjszb|+σ4|Pjs‑Pjszb| 其中， Mzn和Pzn为K3处断开的开环幅裕度和相裕度， Mjs和Pjs为在K1处断开的开环幅裕度 和相裕度， Mznzb、 Pznzb、 Mjszb、 Pjszb为控制系统频域 性能指标要求， σ1、 σ2、 σ3、 σ4为加权系数。 7.根据权利要求1所述的基于遗传算法的导弹稳定控制参数自动寻优设计方法， 其特 征在于， 所述步骤(3)中， 寻优终止条件为tr＜trzb且σ ＜σzb， 其中， tr和σ 分别为控制回路时 域响应上升时间和超调量， trzb和σzb分别为控制回路时域 性能指标要求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943152 A 3