基于粒子群算法的弹簧-阻尼系统PID控制器优化设计

弹簧-阻尼系统在工程技术中有着广泛的应用,它的稳定性对工程有比较重要的影响。研究了弹簧-阻尼系统PID控制器的设计,并针对PID控制器参数整定困难的问题,利用粒子群算法对PID参数进行了优化,最后采用MATLAB进行仿真实验证明该方法的可行性和优越性。将实验所得到的仿真结果与预估法、Z-N整定法所得到的结果进行比较,证明了用粒子群算法调整PID参数可以有效消除系统的冲击,从而使系统更加稳定和可靠。     

基于权重QPSO算法的PID控制器参数优化

传统的PID控制器参数优化方法容易产生振荡和较大的超调量,因此智能算法如遗传算法（SGA）和粒子群算法（PSO）被用于参数优化,弥补传统算法的不足,但是遗传算法在进化过程中收敛速度慢,粒子群算法存在易于早熟的缺点。在分析量子粒子群算法（QPSO）的基础上,在算法中引入了权重系数,提出使用改进的量子粒子群算法（WQPSO）优化PID控制器参数。将改进量子粒子群算法与量子粒子群算法、粒子群算法通过benchmark测试函数进行了比较。最后,通过三个传递函数实例,分别使用Z-N、GA、PSO方法和改进的量子粒子群算法进行了PID控制器参数优化设计,并对结果进行了分析。     

智能PID控制器优化仿真研究

研究PID控制器优化问题,现代工业控制过程中,由于许多被控对象受到于扰因素影响,具有高度非线性和不确定性,常规PID控制精度低,提出一种遗传算法、粒子群算法和RBF神经网络相融合的PID控制器设计方法(GA-PSO-RBF).首先采用遗传算法选择PID控制参数初始值,然后采用粒子群算法优化RBF神经网络参数,采用优后的RBF神经网络辨识控制对象的输出对输入的变化灵敏度,最后采用单神经元对PID控制器进行在线性调整,得到理想的控制效果.仿真结果表明,GA-PSO-RBF神经网络PID控制器的超调量小,响应速度快,提高了系统的控制精度.     

基于改进粒子群算法的旋转倒立摆PID参数整定

针对旋转倒立摆PID参数整定耗时费力且精度低的问题,对旋转倒立摆实验系统PID参数整定展开了研究.利用MAT-LAB进行仿真,分别采用试凑法、粒子群算法和改进粒子群算法求取了旋转倒立摆的PID参数.实验结果表明,相比于试凑法,通过粒子群算法得到的PID参数可使系统性能更优;改进后的粒子群算法寻优过程产生的超调量和达到收敛所需时间更小,得到的PID参数可进一步提高旋转倒立摆实验系统的性能.基于改进粒子群算法整定旋转倒立摆PID参数的方法在其他控制系统中也有参考价值.     

改进粒子群算法整定PID参数研究

PID控制器的性能取决于其控制参数的组合,针对其参数的整定和优化问题,提出了应用一种改进的粒子群优化算法,该算法借鉴了遗传算法的杂交机制,并采用惯性权值的非线性递减策略,用以加速算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力。将该算法应用于一个二阶系统的PID控制器参数的优化。仿真结果表明该改进的粒子群算法具有比传统粒子群算法和遗传算法更好的优化效果,具有一定的工程应用前景。     

基于Lbest PSO和NNs的电液伺服系统输出力PID控制研究

为了实现电液伺服系统输出力的稳定控制,结合局部最优粒子群优化算法和神经网络模型,提出一种PID控制器设计方法。该方法将神经网络模型(NNS)与PID控制器耦合,得到基于神经网络的PID控制器参数整定结构;再采用局部最优粒子群优化算法(Lbest PSO)确定神经网络的权重,从而得到基于局部最优粒子群优化算法和神经网络的PID控制算法;最后将提出的PID控制算法用于控制虚拟的电液伺服加载系统,以进行仿真实验。仿真结果表明,由该PID控制器控制的电液伺服系统的输出力平稳地收敛于给定力,从而提高了系统的稳定性。     

基于改进粒子群优化的胶粘剂生产过程温度控制

针对大惯性、纯迟延、非线性、时变的胶粘剂生产过程,提出一种改进粒子群优化的PID控制算法。该算法针对常规PID设计方法存在的缺点,提出了一种可兼顾多项性能指标的PID控制器参数整定的改进粒子群优化方法。该方法将遗传算法中的变异思想引入到标准的粒子群优化算法中,避免了算法陷入局部极值点,以寻优PID控制器参数。将该方法应用于胶粘剂生产过程,较好地实现了反应釜温度的跟踪控制。仿真结果和实际情况表明所提出算法的有效性和优越性。     

基于多目标粒子群算法的PID控制器设计

随着对控制系统的要求越来越高,进行比例积分微分(Proortion Integration Differentiation,PID)控制器的设计的时候应该同时考虑到系统时域指标和频域指标,常规的PID整定方法往往很难实现.为解决上述问题,采用多目标粒子群算法进行PID控制器参数的设计,算法将系统的超调量、上升时间和稳定时间作为目标函数,频域指标作为约束条件.算法的运算结果为一组Pareto最优解,运行者可以根据当前对系统的要求从中选取合适的解.通过与常规PID整定方法和采用单目标粒子群算法的方法进行比较,证明了改进方法的有效性.     

水轮发电机组PID参数的优化仿真研究

研究水轮发电机组PID参数优化问题,由于PID参数是一个多参数组合系统,参数间互相关联,呈高度非线线性关系,传统参数优化算法采用经验方法,耗时长,难以找到最优参数,导致PID控制精度不高.为了获取最优PID参数,提高系统控制精度,提出一种粒子群算法的PID参数优化方法.采P1D参数作为粒子群中的一个粒子,PID控制精度作为粒子的目标函数,通过粒子相互作用,不断缩小粒子的搜索空间,通过引入重新启动策略,提高粒子摆脱局部极值能力,最后找到最优PID参数.通过对某水电站的真实数据对参数优化后的PID控制器进行测试实验,结果表明,粒子群优化算法能够很快找到PID最优参数,明显提高了水轮发电机组PID控制精度,系统超调量更小,调节时间更短,为控制系统优化提供了依据.     

基于改进粒子群算法的永磁同步电机PID控制器

为提高永磁同步电机系统的控制精度,提出一种使用改进粒子群算法优化的永磁同步电机PID控制器。首先建立永磁同步电机数学模型,然后采用改进粒子群算法对PID控制器参数进行优化,实现永磁同步电机参数在线辨识,最后采用仿真实验对其性能进行测试。仿真结果表明,相对于传统的永磁同步电机PID控制器,本文方法优化的永磁同步电机PID控制器改善了系统响应性能,能够使永磁同步电机获得良好的稳定性、鲁棒性和动态性能。     

基于风驱动优化算法WDO的PID参数优化

鉴于PID控制器的优越性,其在工业控制领域中的引用越来越广泛。PID控制器的性能主要在于其参数优化设计,PID参数优化问题一直是研究热点。为了解决PID参数优化问题,提出了一种基于自然启发的风驱动优化算法（WDO）的PID优化控制方法,该算法以PID三个参量为控制对象,以误差绝对值和控制输入平方项的时间积分作为优化目标,经过迭代寻优计算得到系统最优控制量。通过计算机仿真,并与遗传算法和粒子群算法PID参数优化相比,结果表明：该算法提高了系统的控制精度、响应速度和鲁棒性,为控制系统PID参数整定提供了参考。     

飞机地面空调车温度控制的仿真研究

研究优化飞机地面空调车温控制问题,由于飞机地面空调车温度控制是非线性、时变性强的系统,工作环境不确定性,面对复杂系统温控模型不准确,传统的PID控制存在超调量大、响应速度慢、抗干扰能力弱等缺点。为提高温度控制精度,提出了一种新的稳定性好、精度高、抗干扰能力强的遗传-粒子群PID控制方法。结合传统的PID方法,遗传算法和粒子群算法的各自优点,实现了PID参数的在线整定。通过在matlab上进行仿真,实验结果证明算法具有超调量小、响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点,PID控制性能有显著提高,为飞机地面空调车的温度控制设计提供了依据。     

基于粒子群优化算法的PID控制器参数整定

PID控制器的性能完全依赖于其参数的整定和优化，但参数的整定及在线自适应调整对常规的PID控制器是难以解决的问题。根据粒子群算法具有对整个参数空间进行高效并行搜索的特点，提出了一种基于粒子群优化算法整定PID控制器参数的设计方法，并定义了一种新的性能指标函数来评价PID控制器的性能。现以二阶的船舶控制装置为研究对象，运用粒子群优化方法对PID控制器参数进行了寻优研究。仿真结果表明，该方法比一般PID参数整定方法具有更好的控制性能指标，有着一定的工程应用价值。     

利用改进遗传算法优化PID参数

为了改善单纯遗传算法早熟收敛与寻优能力不足的问题,将粒子群算法引入遗传算法变异操作中,提出了一种基于遗传算法与粒子群算法的组合算法。将改进的遗传算法应用于PID控制器参数优化中,通过仿真实验表明,新算法效果明显优于单纯遗传算法,能有效克服早熟收敛现象、降低随机性初始种群的影响、提高算法收敛精度,具有良好的收敛性和寻优能力。     

永磁同步电机PID参数优化研究

研究永磁同步电机优化控制问题,永磁同步电机具有强耦合和强非线性特性的特点,应用环境一般较为复杂且常常存在各种干扰使电机系统稳定性差,针对传统PID控制方式很难满足电机系统要求,控制效果差,超调大。为提高控制精度,提出一种改进的PID控制方法。将PID控制器的参数作为粒子群中的粒子,系统控制精度作为粒子的寻优目标,通过粒子搜索找到最优PID控制参数,从而对电机进行精确的控制。仿真结果表明,粒子群算法的PID控制器提高了永磁同步电机系统控制精度,为永磁同步电机优化设计提供了科学依据。     

基于四旋翼无人机的粒子群PID控制研究

针对四旋翼无人机PID控制中,凭借经验知识和仿真调试来选取比例、积分、微分等参数时存在盲目性的问题,提出了利用改进后的粒子群算法对PID控制器进行优化的方法。采用自适应惯性权重的方法对粒子群进行优化能够避免在刚开始就陷入局部最优的困境,同时选用ITAE准则作为改进粒子群算法的适应度,以此达到更好的控制效果。通过MATLAB/Simulink搭建模型并仿真,证明了自适应粒子群PID比传统的PID响应更快,超调量接近于0,达到稳定的时间更短;在遇到干扰信号时粒子群PID算法恢复稳定的时间较PID减少了0.15s。     

基于多种群遗传算法的水面无人艇航迹控制方法

针对水面无人艇(USV)的航迹控制问题,提出了一种由视线导向法和多种群遗传算法整定的PID航向控制器组成的航迹跟踪控制方法.该方法采用多种群遗传算法克服了传统遗传算法容易陷入局部最优的问题,增强了算法的全局寻优能力;并根据模型特点改进了适应度函数,使得对控制器性能的评价更加合理.与标准遗传算法和粒子群算法的对比仿真表明,多种群遗传算法在PID参数整定方面寻优能力更强、稳定性更高;同时,整定出的PID控制器针对不同的模型参数,均表现出收敛速度快、无超调、无稳态误差的优良特性.航迹仿真结果表明,设计的航迹控制方法能够有效跟踪给定航迹.     

改进的粒子群算法在电力系统AGC中的应用

针对自动发电控制(AGC)中的负荷频率控制(LFC),对粒子群算法的计算过程进行了改进,提出了一种能有效的协调粒子群算法的优化精度和优化速度的方法,即动态改变粒子数目。该方法基于粒子群算法对于粒子数目的相对不敏感,可以在不影响精度的前提下大幅度提高优化速度,节约计算时间,适应予优化对象较复杂的情况。并针对单区域和两区域互联电力系统的不同指标要求,给出了用改进的粒子群优化算法优化PI控制器参数的方法,分别进行优化设计。仿真结果显示,其性能明显优于遗传算法优化的PI控制器。