基于遗传算法的PID控制器及应用

对遗传算法和PID控制器做了简单的介绍,提出了一种应用遗传算法对PID控制器参数进行优化设计,重点介绍了遗传算法的优化过程。文章通过实例对几种参数整定方法的控制效果进行了仿真和比较,证明了基于遗传算法的PID参数整定方法的可行性和良好的控制效果。最后将该算法应用于气流炸药生产线的风速控制,取得了预期的控制效果。     

改进量子遗传算法在PID参数整定中应用

参数整定是PID控制器设计的关键,针对PID控制器参数整定问题,提出一种基于改进量子遗传算法的参数整定方法.该算法在基本量子遗传算法的基础上引入了量子交叉、量子变异和群体灾变操作.基于改进量子遗传算法的PID参数整定方法将PID控制器参数整定转化为参数优化问题,通过改进量子遗传算法的进化计算实现参数整定.与其他参数整定优化算法的仿真结果比较表明,该方法能获取更好的控制品质.仿真结果验证了该方法的可行性.     

一种新型的PID控制器参数优化整定方法

PID控制器参数的优化整定一直是自动控制领域的研究热点。本文采用微粒群算法(PSO)进行PID控制器参数的优化研究。仿真结果表明根据本文提出的方法得到的PID控制器参数可以获得满意的控制效果,各项性能指标优于由遗传算法(GA)整定得到的效果。     

BUCK型开关变换器最优PID控制器设计

针对开关电源的复杂性和时变性,传统PID控制器整定方法无法很好满足其控制性能要求的问题,提出一种面向性能指标的最优PID控制器参数整定方法。基于DP算法,计算保证闭环系统稳定的PID控制器参数范围;利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照ITAE性能指标在该范围内进行参数寻优。以BUCK变换器为利的仿真研究表明,该方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在负载发生摄动时,较传统PID控制器,具有较好的鲁棒性,且计算相对简单、实用性强,可推广到非线性PID控制器的参数整定和相关工程实践中。     

遗传算法在PID参数自整定中的应用

将遗传算法用于PID控制器的参数自整定,具有易于收敛、精度较高的优点,较一般的PID控制器参数整定方法省时,可以得到良好的控制效果.     

基于混沌粒子群优化算法的数字PID参数整定

移相全桥零电压(PS-FB-ZVS)PWM DC/DC变换器是变换器的一个研究热点。针对PID控制器参数的整定及自适应调整难以达到最优状态,使控制结果出现较大的超调量,在此利用混沌粒子群优化算法(ChaosParticle Swarm Optimization,简称CPSO)、原始粒子群优化算法和遗传算法对变换器的数字PID控制器参数进行了整定,得到评价函数值收敛趋势图和系统的单位阶跃响应曲线,并利用PID参数整定结果得到输出电压动态响应曲线。通过分析几种算法整定PID参数的结果,表明CPSO具有更好的优化效果。     

智能自整定水轮机调速器PID参数

叙述了离散水轮机调节系统PID参数的预整定算法。设计了一个模糊自整定PID控制器，对水轮发电机组进行控制，利用模糊推理方式来实现PID参数的在线调整，实现参数的优化。仿真结果表明，模糊自整定PID的控制效果优于常规PID控制。     

人工蜂群算法在飞轮充电控制系统中的应用研究

飞轮储能系统中飞轮电机非线性、变参数等特性的存在,导致其充电控制系统转速环PID控制器的参数整定存在一定的困难。将人工蜂群算法应用于飞轮充电控制系统中对PID参数进行优化。提出了基于人工蜂群算法优化PID参数的具体流程,分别采用人工蜂群算法、遗传算法和蚁群算法优化飞轮充电控制系统PID控制器,并通过仿真进行性能对比分析,结果表明基于人工蜂群算法整定的PID控制器的阶跃响应具有最短的上升时间和最少的迭代次数,效果最好,验证了人工蜂群算法优化飞轮充电的优越性。     

视轴稳定系统的模糊PID控制器设计

为了实现无人机视轴稳定系统的准确测量与跟踪,设计了经典PID和模糊控制为基础的视轴稳定控制器。在实际工程中PID参数整定过程存在大量不确定性,为了实现PID参数的在线整定,将模糊控制算法与经典PID控制相结合,构造了参数自整定模糊PID控制器,实现了对PID控制器的修正。在MATLAB中的Fuzzy Toolbox和Simulink中,将PID和参数自整定模糊PID进行对比,参数自整定模糊PID控制器在无扰动和10 Hz的正弦扰动的阶跃响应曲线表明,模糊PID相对于模糊控制和PID控制有更短的响应时间和更小的隔离度;在输入为1~10 Hz的系统正弦响应曲线,模糊PID误差最小,控制效果最好。由此可得参数自整定模糊PID在视轴稳定系统中有良好的鲁棒性和控制性能。     

一种新型的PID参数自整定策略

采用遗传算法实现PID控制器参数自整定,并应用于电化学整流电源稳流控制环节,取得了较好的效果,证实了这种新型自整定策略的可行性。     

火电厂自动电压控制系统的优化研究

针对火电厂自动电压控制(Automatic voltage control,AVC)在实际运行过程中会出现电压振荡、不调、过调和不能快速跟踪偏差等问题,以及考虑到系统阻抗的影响,为提高其控制品质,本文提出了自适应遗传算法在线整定PID控制的优化策略。该方法利用自适应遗传算法对PID控制器参数实现在线寻优与整定,选择种群中自适应度大的个体所对应的PID控制器参数,作为当前仿真时间下的PID控制最优参数。利用已建立的云南某火电厂AVC系统模型进行仿真,结果表明该算法大大提高了响应速度,有效抑制了超调,使得控制过程更加平稳,控制效果更好。     

基于神经网络的自适应PID控制器及其应用

介绍一种基于神经网络的自适应PID控制器,运用神经网络和BP算法在线调整PID参数,PID参数的初值采用继电器自整定法整定。仿真分析和实际应用结果表明,与传统的数字PID控制器相比,该控制器具有更好的控制效果和更好的鲁捧性。     

基于遗传算法PID参数寻优的电加热炉温度控制系统

针对工业过程中常见的一阶大滞后对象的PID参数整定问题,提出自适应遗传算法对PID控制进行参数寻优。应用自适应遗传算法对电加热炉温度控制器参数进行优化,并将结果与常规的PID控制方法进行比较,仿真与实际结果表明,当被控对象存在较大纯滞后特性时,采用本方法优化PID控制器参数可获得比较满意的调节效果。     

改进的混沌算法在PID参数整定中的应用

PID控制由于鲁棒性好和易于实现等优点，在工业上广泛应用；但是PID参数整定繁琐、难以达到最优状态、控制结果出现较强的振荡和大超调等问题。在传统的混沌算法的基础上，引入微粒群算法的寻优思想，形成了一种新的混沌算法，并应用在PID控制器的参数优化上。仿真证明了该算法能有效地实现PID参数最优整定，控制结果具有稳定、超调小、响应快的优点。该算法寻优速度快，效率高，容易实现，其性能优于常规遗传算法，为解决PID控制器参数全局最优设计提供了一种有效的方法。     

基于BP神经网络的PID控制器的仿真研究

针对经典PID控制参数整定困难且受时变、非线性等因素影响不能达到预期控制效果的实际情况,介绍了一种基于BP神经网络的PID控制器的构成和算法实现。仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制器参数调整简单,具有较高的精度和较强的适应性。     

基于FRIT数据驱动方法的水轮机调节系统优化控制

虚拟参考迭代整定(FRIT)是一种新的无模型数据驱动方法,只需闭环系统的一次输入/输出响应数据即可直接整定控制器参数。针对水轮机发电系统,设计了三自由度控制器型水轮机调速器,并利用FRIT方法实现控制器参数的优化整定。仿真结果表明:FRIT算法简单且易于实现,能有效优化整定控制器参数;三自由度控制器可保证水轮机系统对参考模型的良好跟随特性,以及对负荷扰动的快速抑制,效果优于常规PID控制。     

基于ITAE指标的PID控制器参数优化设计

研究了比例一微分一积分（PID）控制器参数自整定问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数自整定方法,并以时间乘以误差绝对值积分（ITAE）的性能指标为适应度函数,对具有实参数不确定性的热工对象进行PID控制器参数整定,所设计的PID控制系统的ITAE性能指标比极点法,GPM法,Cohen法,IMC法效果更好,并通过超临界锅炉过热汽温控制的仿真实例验证了方法的有效性。     

基于遗传算法的同步发电机励磁控制器设计

本文对同步发电机的励磁控制装置采用PID控制,其中比例-积分-微分(PID)控制器参数的最优整定是自动调压系统良好运行的必要条件.因此,采用实编码遗传算法优化PID(Kp、Ki、Kd)控制器参数.在各种工况下,利用遗传算法获得了系统的最优PID增益,并与模糊控制器和Ziegler-Nichols方法进行了性能比较,并在扰动条件下进行了对比测试.通过在MATLAB/Simulink软件中仿真AVR系统,证明了遗传算法对于PID控制器参数整定的适应性.     

遗传优化同步电机分数阶PID预测函数励磁控制器

为提高同步电机励磁调节器的控制性能,提出一种基于遗传算法优化同步电机分数阶PID预测函数励磁控制器的设计方法。将同步电机的励磁系统进行线性化处理,在分数阶系统理论的基础上用预测函数控制推导出同步电机励磁调节器的分数阶传递函数模型,并根据所得到的系统性能综合指标评价函数再用遗传算法对分数阶PID预测函数控制器的参数进行优化整定。经仿真实验验证,与传统分数阶PID控制和预测函数控制相比,不仅减小了调节时间,增强了系统抗干扰能力,无稳态误差。并且在参数整定方面,遗传算法的收敛速度和寻优能力也明显优于模糊控制和粒子群算法。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。