基于改进型忆阻器的研究及在PID上的运用
本文选题:忆阻器 + PID控制 ; 参考:《中国地质大学(北京)》2017年硕士论文
【摘要】:忆阻器自提出以来,独特的记忆特性与纳米级尺寸使得它在混沌、大数据处理、神经网路、以及自适应控制领域都有光明的应用前景。与其它控制器相比,以结构简单、稳定性好以及鲁棒性强而著称的PID控制器在工业领域的应用最为广泛。随着现代工业规模不断壮大,常规PID的应用因为其局限性而使其范围却日益窄小。为了使常规PID能够适应现代工业发展的要求并促其不断前进,在常规PID控制器中引入忆阻器和智能算法,从而有效提高了控制精度,扩大了应用范围,降低了对工程技术人员的经验要求,方便参数调节以及大规模集成化。本文的创新点有三点:(1)通过构造新的窗函数,构造了改进的忆阻模型;(2)对人群搜索算法进行了改进,构造了人群免疫搜索算法;(3)将忆阻PID分别于随机权重粒子群算法和人群免疫搜索算法结合,构造了两种智能忆阻PID。论文的主要内容如下:(1)论述了忆阻器的原理,对惠普线性忆阻器做了理论推导以及Simulink仿真。(2)论述了几种常用窗函数忆阻结构,通过构造新的窗函数,构造了改进的忆阻结构。(3)概述了常规PID的原理以及发展现状。引入忆阻器取代常规PID中的电阻器件,加入受控对象仿真分析。(4)在论述了随机权重粒子群算法以及对人群搜索算法进行免疫改进后,将这两种算法分别与常规PID结合,从而分别构造了随机权重粒子群与人群免疫搜索算法两种PID。在此基础上,又引入忆阻器构造了两种智能忆阻PID控制器并分别进行了仿真验证。
[Abstract]:Since it was proposed, the unique memory characteristics and nanometer size make it promising in chaos, big data processing, neural networks, and adaptive control. Compared with other controllers, pid controller, which is famous for its simple structure, good stability and strong robustness, is widely used in industrial field. With the growing scale of modern industry, the application of conventional pid is becoming narrower because of its limitation. In order to adapt conventional pid to the requirements of modern industrial development and promote its continuous progress, a resistive device and an intelligent algorithm are introduced into the conventional pid controller, which effectively improves the control accuracy and expands the application range. It reduces the experience requirements of engineers and technicians, facilitates parameter adjustment and large-scale integration. The innovation of this paper is three points: 1) by constructing a new window function, an improved mnemonic model is constructed, and the crowd search algorithm is improved. In this paper, a crowd immune search algorithm is constructed. Two kinds of intelligent memory PIDs are constructed by combining memory pid with random weight particle swarm optimization algorithm and crowd immune search algorithm respectively. The main contents of this paper are as follows: (1) the principle of the resistive device is discussed, the theoretical derivation of HP linear resistor and the Simulink emulation. 2) several kinds of common window function memory structures are discussed, and the new window function is constructed. The principle and development of conventional pid are summarized. The resistor is introduced to replace the resistor device in the conventional pid, and the controlled object simulation analysis is added. After discussing the stochastic weighted particle swarm optimization algorithm and the immune improvement of the crowd search algorithm, the two algorithms are combined with the conventional pid algorithm, respectively. Thus, two kinds of PIDs, random weighted particle swarm optimization and crowd immune search algorithm, are constructed respectively. On this basis, two kinds of intelligent amnesia pid controller are constructed and verified by simulation.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN60;TP273;TP18
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本文编号:1999962
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