基于果蝇优化算法的PID控制器设计与应用

针对传统的Z-N法得到的PID参数,难以获得最优的控制性能,提出一种基于果蝇优化算法的PID控制器参数优化的方法。果蝇优化算法具有控制参数少、实现简单和优化性能良好的优点,运用此算法设计出PID控制器,与Z-N法和遗传算法设计的PID控制器进行比较。仿真结果表明:果蝇优化算法的PID控制器比Z-N法和遗传算法的PID控制器所得结果更优,比遗传算法具有较快的收敛速度,并应用于环形一级倒立摆系统的稳定控制问题,达到较好的控制效果。     

基于参考点的时变参数不可测对象PID控制器优化设计

针对参数时变,且含有多个目标函数的PID控制器设计,提出了一种基于参考点的时变参数不可测动态多目标优化遗传算法.该算法在常规动态多目标优化遗传算法基础上,加入了参考点及局部搜索和种群更新机制,以实现对不同环境及环境不可测情况下PID控制器参数的优化,用典型测试函数将该算法与DNSGA2-A算法进行比较,验证了算法的有效性.在PID控制器设计部分,首先建立PID控制器时变动态多目标优化模型,将多目标PID控制器设计问题转化为动态多目标优化问题;然后建立参考点,定义基于参考点占优帕累托支配关系,通过局部搜索和种群更新机制对种群进行处理,优化PID参数;最后将该方法应用于柴油机优化问题实例,将误差和方差作为优化目标,对PID控制器的3个参数进行优化,验证了方法的有效性.     

基于FPGA的模糊PID控制器实现

在研究了数字PID的硬件串行与并行实现方法的基础上,对PID控制器的并行实现方法上进行优化,实现在保证快速性的前提下,减少硬件资源.在模糊控制器的FPGA的实现方面,研究了联合MATLAB的间接设计方法,通过MATLAB的模糊工具箱的GUI界面中的修改隶属度函数与模糊控制规则表得到整定参数.最后将模糊控制器与经过改进后设计的PID控制器进行综合设计,实现了模糊自整定PID控制器.     

基于FPGA的电子节气门控制器硬件设计与实现

针对电子节气门控制系统对控制器的快速性、 低成本、 微型化等控制性能的要求, 通过现场可编程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)实现控制器的硬件设计, 在发展较为成熟的增量式PID(Proportional, Integral, Differential)算法基础上加入积分分离环节, 利用高级综合工具Catapult C实现了基于FPGA全硬件方案的积分分离PID控制器。设计制作了AD/DA采集板, 实现了基于FPGA的积分分离PID控制器与电子节气门之间的数据通信, 并进行了电子节气门的实物跟踪控制实验。实验结果表明, 基于FPGA的全硬件积分分离PID控制器实现了电子节气门跟踪控制, 提高了控制器的运算精度。     

基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器的设计

温度是工业生产过程中一个主要的被控参数.目前,大多采用常规PID控制器实现对温度的控制,但实际温度控制系统工况复杂、参数多变、大惯性、大滞后,常规PID控制器难以对其高精度进行控制.针对这些问题,这里提出一种基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器设计方案,试方案将传统PID控制与现代模糊控制相结合,应用模糊推理方法实现对PID参数的自动整定.该控制器对恒温箱控制系统的控制效果明呈优于常规PID控制器.     

互联电力系统AGC的模糊和遗传控制算法

针对互联电力系统自动发电控制(AGC),结合模糊控制和遗传算法提出一种新型的PID智能控制器.这种控制器主要特点是选用遗传算法整定的PID参数值作为模糊自整定PID参数控制器的初值,然后再对模糊控制的相关参数用遗传算法优化,避免了参数选择的盲目性.仿真结果明显优于传统的PID控制器,同样也优于单独模糊PID控制器和由遗传算法寻优而设计的PID控制器.同时,在研究遗传算法寻优的过程中提出一种新的适应度选择方法.     

基于遗传算法寻优的PID控制与仿真

目的:本文中介绍了遗传算法和基于遗传算法寻优的PID控制设计。方法:采用误差绝对值时间积分性能指标作为参数选择的最小目标函数,利用遗传算法的全局搜索能力,使得在无须先验知识的情况下实现对全局最优解的寻优。结果:并将结果与常规的PID控制方式进行比较,通过MATLAB仿真结果表明。结论:根据遗传算法寻优设计的PID控制器具有较好的动态品质和稳态精度。     

基于遗传算法的154T电动车牵引励磁PID控制器的设计

讨论了154T电动轮自卸车牵引励磁控制的基本问题;分析了传统PID控制器的不足和基于遗传算法PID控制器的优势;论述了遗传算法的原理、基本问题和实现步骤.研究了电动轮自卸车的牵引特性和牵引励磁控制系统的结构,根据设计,该系统被控对象可简化为二阶系统,而控制器采用基于遗传算法的PID控制.用MATLAB对PID参数整定进行了仿真,以考察利用遗传算法的进化能力优化PID的效果.仿真结果表明,经过遗传算法优化的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,能获得满意的控制效果.     

互联电力系统AGC的模糊和遗传控制算法

针对互联电力系统自动发电控制(AGC)，结合模糊控制和遗传算法提出一种新型的PID智能控制器，这种控制器主要特点是选用遗传算法整定的PID参数值作为模糊自整定PID参数控制器的初值，然后再对模糊控制的相关参数用遗传算法优化，避免了参数选择的盲目性。仿真结果明显优于传统的PID控制器，同样也优于单独模糊PID控制器和由遗传算法寻优而设计的PID控制器。同时，在研究遗传算法寻优的过程中提出一种新的适应度选择方法。     

一种基于满意度的PID参数整定方法

提出了一种基于满意度与遗传算法的PID(Proportional Integral Derivative)参数在线整定控制器的设计方法．利用满意解的原理设计系统响应超调量、上升时间及调整时间等的满意度函数，再离线通过遗传算法搜索PID控制器的3个参数kp，ki和kd作为在线调整PID参数的基值，然后设计跟踪误差与kp，ki和kd的关系函数，在线调整PID控制器参数，以获得良好的稳态性能、动态性能及鲁棒性能．Matlab仿真结果证明了所提出的PID控制器的有效性。     

一种基于概率鲁棒的分散PID控制器设计

基于概率鲁棒方法,针对具有实参数不确定性的多输入多输出被控对象,提出一种分散PID控制器设计方法.根据被控对象模型的参数摄动状态,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对分散PID控制器参数进行优化,用Monte Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验.对5个多变量化工过程进行了仿真试验,并与基于标称参数的设计方法进行比较.仿真结果表明,基于概率鲁棒的分散PID控制器设计方法对模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,在被控对象存在一定的不确定性时,系统能以最大的概率满足设计要求.     

基于遗传算法的分布参数对象PID控制器设计

实际工业过程中的对象大都属于分布参数系统,控制现场主要采用比例-积分-微分(PID)控制方法。该文将基于遗传算法的PID控制器优化设计方法(简称GAOPT方法)应用到一类分布参数对象上,设计了最优控制器,并与几种基于常规整定公式的控制器进行比较。仿真结果表明,GAOPT方法设计的PID控制器,可以利用较小的控制能量,获得在超调量、调节时间和时间乘绝对误差积分(ITAE)等指标上都较优的控制效果。将GAOPT方法应用到分布参数系统上,可以提高现有工业中PID控制器的控制水平。     

基于遗传算法的分布参数对象PID控制器设计

实际工业过程中的对象大都属于分布参数系统,控制现场主要采用比例-积分-微分(PID)控制方法。该文将基于遗传算法的PID控制器优化设计方法(简称GAOPT方法)应用到一类分布参数对象上,设计了最优控制器,并与几种基于常规整定公式的控制器进行比较。仿真结果表明,GAOPT方法设计的PID控制器,可以利用较小的控制能量,获得在超调量、调节时间和时间乘绝对误差积分(ITAE)等指标上都较优的控制效果。将GAOPT方法应用到分布参数系统上,可以提高现有工业中PID控制器的控制水平。     

基于遗传算法的一阶惯性系统的最优控制

本文对一阶惯性系统的控制环节进行了研究。针对系统进行了建模和相关参数的计算;最后对系统进行仿真,得到基于遗传算法的最优的控制器参数Kp,Ki,Kd。仿真结果表明,基于遗传算法的PID控制器可以实现工程的性能指标要求,具有很好的效果。     

基于概率鲁棒性的锅炉过热汽温串级PID控制器

基于概率鲁棒性理论,针对过热汽温这类工况参数对模型参数有较大影响的对象,提出一种固定参数的串级鲁棒PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数摄动范围及概率密度分布,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对串级PID控制器参数进行优化,用Monte-Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验。仿真结果表明,基于概率鲁棒的串级PID控制器对于对象工况参数引起的模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,系统可以兼顾多个工况点的性能,以最大概率满足设计要求,最大限度地挖掘了固定参数串级PID控制器对模型参数具有不确定性对象的控制能力。     

遗传算法在PID自适应控制中的应用

提出一种基于遗传算法的PID自适应控制结构,给出控制结构框架,利用遗传算法来优化PID参数,本文利用遗传算法的全局寻优的特点,将它应用于PID参数的寻优计算,从而提高PID控制器的控制性能和自适应能力。仿真的结果表明,笔者提出的遗传算法和PID控制相结合的控制方法鲁棒性强,控制品质优良,在很大程度上改善了常规PID控制器的控制性能。     

基于概率鲁棒性的锅炉过热汽温串级PID控制器

基于概率鲁棒性理论,针对过热汽温这类工况参数对模型参数有较大影响的对象,提出一种固定参数的串级鲁棒PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数摄动范围及概率密度分布,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对串级PID控制器参数进行优化,用Monte-Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验。仿真结果表明,基于概率鲁棒的串级PID控制器对于对象工况参数引起的模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,系统可以兼顾多个工况点的性能,以最大概率满足设计要求,最大限度地挖掘了固定参数串级PID控制器对模型参数具有不确定性对象的控制能力。     

基于遗传算法比例积分微分控制器的铅冷快堆堆芯功率控制

比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器对堆芯功率控制过程存在适用性低的问题,而采用遗传算法(genetic algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题.为了实现铅冷快堆堆芯功率的有效控制,基于遗传算法PID控制器,结合堆芯状态空...     

基于遗传算法的鲁棒PID控制器设计

将基于遗传算法的PID控制器设计方法应用于分布参数系统,在这个过程中,将系统的鲁棒性能指标作为目标函数选择的重要依据,使用遗传算法对PID参数进行寻优.仿真结果表明,由于加入鲁棒性信息,改进方法完全满足了控制系统的快速性、稳定性和准确性要求,控制系统表现出很好的动态鲁棒性及性能鲁棒性.     

一种基于遗传算法的单神经元PID控制器参数优化

文章分析了神经元PID控制器存在的问题,提出了一种用遗传算法对单神经元控制器进行参数寻优,并利用种群数N和交换概率Pc逐次递减的方法来提高计算效率和收敛速度,在搜索空间内获得全局最优点的方法。试验仿真结果表明,基于遗传算法的单神经元PID控制器参数优化方法能获得很好的控制效果。