改进群智能算法及其在PID控制器参数整定中的应用

发布时间：2017-11-12 13:01

  本文关键词：改进群智能算法及其在PID控制器参数整定中的应用

  更多相关文章： 布谷鸟搜索算法 狼群优化算法 函数优化 PID控制器参数整定

【摘要】：PID控制是最早兴起的控制策略之一,PID控制是实际工业生产过程正常运行的基本保障。随着计算机技术的飞跃发展和人工智能技术向自动控制领域的渗透,出现了多种智能PID控制器的参数整定方法。群体智能作为一种新兴的演化计算方法,以其自组织、并行性、分布式、易实现和鲁棒性的特点被广泛应用。本文将改进的群智能算法应用到PID控制器参数整定中,研究内容概述如下:提出一种基于循环渐近自学习进化式扰动的布谷鸟搜索算法(RC-SSCS)。通过构造扰动因子给算法加入扰动操作,使其在鸟窝位置附近进行更仔细、彻底的搜索。在构造扰动因子时将混合蛙跳算法中最差蛙的学习更新策略和差分进化的部分思想引入进去。循环渐近式的扰动可叙述为在上一次扰动结果的基础上,缩小扰动范围再进行下一扰动,依次循环渐近进行搜索。并且对扰动次数的选择作了进一步研究。实验结果证明改进的布谷鸟算法具有较好的搜索性能。根据电渣重熔过程的工艺特点和动态特性建立其数学模型,并提出基于一种新搜索机制布谷鸟搜索算法的多变量参数自整定PID解耦控制策略。针对PID参数搜索空间范围大小无法确定的问题,提出采用自调整的动态搜索空间。最后,将带有动态调整搜索空间的新机制布谷鸟搜索算法运用到多变量参数自整定PID解耦控制策略中,仿真结果表明所提控制策略取得了较好的控制效果。提出了一种带进化与淘汰机制的狼群算法。将自然界中生物的进化过程和“优胜劣汰”的生物更换规则加入到基本的狼群算法中。选择差分进化(DE)作为狼群的进化方式。根据“优胜劣汰”原则对狼群进行更新操作。最后选取12个基准函数进行实验,实验结果证明改进的狼群算法具有较好的收敛速度和寻优精度。冷凝器是一种可用于冷却高温高压蒸汽的换热器,是火电厂、核电厂及船舶动力装置排汽回收系统中的主要热交换设备之一。根据热平衡原理建立蒸汽冷凝器的数学模型。然后设计了蒸汽冷凝器压力常规PI控制系统。采用改进的狼群算法对PI控制器参数进行优化,仿真结果证明改进的狼群算法整定的PI参数有更好的控制效果。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18;TP273

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本文编号：1175984