基于遗传算法的PID参数优化方法

PID参数整定与优化一直是自动控制领域研究的重要问题，采用遗传算法进行PID参数优化是一种寻求全局最优且与初始条件无关的优化方法，在参数优化过程中，考虑了2种不同的目标函数做了大量仿真实验。仿真结果表明了遗传算法应用于控制器参数优化的可行性和有效性，不失为一种具有较好实用价值的PID参数优化方法。     

一种PID参数优化算法

本文提出了一种PID参数优化算法。该法通过遗传算法进行PID参数遗传进化寻优。经过仿真计算，表明该种优化算法的有效性。     

一种考虑输入限幅的线性二次型励磁控制设计方法

在输入限幅条件下讨论电力系统励磁控制器的设计问题。基于对线性最优励磁控制器输出越限的原因及其对闭环系统影响的分析,提出一种逐段线性二次型控制策略,它能保证当系统运行于预定区域内时控制输出不越限,而在该区域以外能充分利用控制作用将其尽快拉入非限幅区。数字仿真表明,所设计的控制器能很好地满足系统的暂态和稳态性能要求。     

基于线性二次型最优控制的多端直流最优功率调制方案

随着低惯量的新能源发电和直流输电在电网中的渗透率不断增大,系统的有效惯量水平大幅度降低,因此,基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的多端直流(multi-terminal direct current,MTDC)系统接入电网后的暂态功角稳定性问题显得尤为突出。为解决MTDC系统接入后构成的交直流混联系统因有效惯量降低、有效阻尼下降而产生的系统功角稳定性问题,提出一种基于线性二次型最优控制的MTDC系统最优功率调制方案。首先,通过在稳定平衡点附近对MTDC模型进行线性化处理,进而得到交直流混联系统的线性化模型。然后,基于所建立的线性化模型,采用基于线性二次型的最优控制理论,以同步发电机间的转速偏差最小为控制目标,得到MTDC系统的最优功率控制器设计方案。最后,基于3机9节点的交直流混联系统进行仿真分析,验证了所提最优控制方案在系统受扰后可有效抑制系统的第一摇摆并且使同步发电机间的功角差快速恢复,提高了交直流混联系统的暂态稳定性。     

基于遗传算法的PID参数优化技术

本文提出了一种基于遗传算法实现ＰＩＤ参数优化的方法，文中给出了ＰＩＤ参数遗传进化的寻优步骤。通过仿真研究，表明该种优化算法的有效性。     

复合功能并网逆变器的线性最优控制

针对具有工频隔离变压器和LC滤波环节的三相复合功能并网逆变器,将其等效变换为带有LCL滤波器的逆变器结构。利用LCL滤波环节的状态方程建立小信号模型,提出了一种基于线性二次型理论的最优控制策略,在消除了LCL滤波器固有的谐振现象的同时,实现了对并网点PCC处谐波、无功和不平衡电流的补偿,提高了并网点处的电能质量。为了提高系统稳定性,给出了与线性最优控制相适应的前馈控制算法,并采用了无锁相环补偿电流和功率跟踪电流生成算法。利用电磁暂态综合分析程序PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

遗传算法PID参数优化的改进

介绍了遗传算法的基本原理 ,并针对简单遗传算法在PID控制中存在的问题进行了分析 ,提出在不同情况下采用不同的变异概率的方法 ,并分别进行了实验仿真。仿真结果表明 ,用改进的遗传算法优化PID参数 ,可以提高优化性能 ,对控制系统具有良好的控制精度、动态性能和鲁棒性     

基于小生境混沌免疫算法的PID参数优化

在人工免疫算法的基础上,提出了一种小生境混沌免疫算法。通过在免疫算法中引入小生境机制和混沌细搜索,增强了算法保持种群多样性的能力和局部搜索能力;此外,通过对小生境机制与解空间关系的分析,提出了一种小生境距离选取依据。应用于PID参数的优化,并与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、人工免疫算法(Artificial Immune Algorithm,AIA)进行比较。仿真结果表明,设计的PID控制器控制效果优于GA和AIA。     

基于状态变换的交流伺服系统鲁棒二次最优控制方法

针对参数不确定交流位置伺服系统,传统控制方式虽然设计简单,并保证系统具有较好的稳态性能,但无法确保系统的鲁棒性.本文针对这一情况,提出了一种基于状态变换的鲁棒二次最优控制策略,该方法在保持传统控制结构不变、系统具有较好稳态性能同时,又大大增强了系统对参数摄动的鲁棒性.实验证明,该方法实现简单、控制效果良好.     

双馈电机并网前参数优化

分析了双馈并网发电机并网前的数学模型,针对传统电流环的PI调节存在参数整定复杂的问题,引入了含有积分控制的线性二次型最优控制算法LQRI.在双馈电机并网前空载的前提下,建立dq坐标系下的数学模型,给出了双馈电机并网前控制框图,并详细设计了电流内环的LQRI控制算法.针对湘电1.5 MW双馈电机,采用DSP2812进行控制,验证了改进算法的良好性能,消除了LQR控制存在的稳态误差问题,系统的动态、静态性能得到改善.     

起重机线性二次型最优消摆控制

文章提出了一种起重机消摆控制算法，这种算法满足线性二次型最优控制。模拟实验中在一个摆振周期内消除摆振；模型起重机上实验摆振衰减率达90％以上。     

基于间隙度量和二次型优化的电站主汽温控制

提出了一种基于反馈线性化、间隙度量和二次型最优控制的非线性系统控制器设计方法。非线性被控对象在不同平衡点线性化后得到若干线性系统模型,通过计算可以得到各个线性系统模型之间的间隙度。依据间隙度理论,合理选择标称系统 P 以及设计其相应的控制器 K,得到反馈系统(P, K),从而使得非线性系统全局稳定,PID 控制器参数采用二次型最优控制准则求得。采用该文所提方法对某超临界600 MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,结果表明了该方法的有效性,且控制性能优于常规的串级PID系统。     

基于逆线性二次型的感应电动机的控制系统研究

提出了基于ILQ(逆线性二次型)的感应电动机的控制系统的设计方案。使用反馈线性化的方法实现感应电动机d-q轴系统的精确线性化;然后通过应用ILQ的优化设计方法,设计了感应电动机优化控制系统;并利用理论结果进行了实验验证。结果证明,与传统带有PI调节器的感应电动机矢量控制系统相比,该方法跟踪速度明显提高,且具有较强的鲁棒性。     

基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究

设计了可控串联电容补偿装置(TCSC)的模糊自适应整定PID阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,使控制质量提高。结合逆系统方法和二次型最优控制理论,设计了双机系统的TCSC非线性最优稳定控制器。根据TCSC非线性最优控制器在线计算的容抗值作为命令容抗,通过模糊PID控制器使TCSC实现该命令容抗。仿真结果表明所设计的控制器有效地阻尼系统振荡,提高了系统的稳定性。     

基于线性二次调节控制的三电平APF研究

以三电平并联型有源电力滤波器(APF)为研究对象,简要描述了二极管钳位型三电平变流器的数学模型,详细推导了线性二次调节(LQR)控制算法,得到了控制量和状态量的线性关系,并将该算法应用于电流内环控制。在新型简化的电压空间矢量控制策略基础上搭建Matlab仿真模型。通过DSP试验平台对该控制方案进行验证,结果表明该方案正确有效。     

基于线性二次型调节器的三相逆变器积分状态反馈控制

为改善三相电压型逆变器动态和稳态性能,基于内模原理设计了积分控制状态反馈的控制器,并运用了线性二次型调节器理论来解决控制参数的问题。为使线性二次型调节器理论能够应用于跟踪问题,对控制结构进行了灵活变换,利用线性二次型调节器理论的方法对控制器的参数进行了最优化整定。仿真及430 kW实验样机验证了该方法的有效性。     

基于神经网络补偿的PID控制方法的研究

经典ＰＩＤ方法的控制参数难以精确整定,且依赖于对象的数学模型,故自适应性较差,很难适应具有非线性、时变不确定性的被控对象,控制精度难以保证。文中研究了在近似参数ＰＩＤ控制基础上,采用ＲＢＦ神经网络进行补偿控制的综合控制方法,仿真研究结果表明了该方法的鲁棒性和跟踪性能均优于经典ＰＩＤ方法。     

三相APF的切换系统建模与二次最优控制

为提高三相有源电力滤波器(active power filter,APF)的动态控制性能,本文基于PWM原理提出一种三相APF的等效离散切换系统模型(equivalent discrete-time switched linear system,EDSLS),经平衡流形邻域线性化后得到其线性离散系统模型(linear equivalent discrete-time switched linear system,LEDSLS),最后针对该模型设计了能够实时跟踪补偿指令电流的二次线性最优控制器。该控制器以PWM占空比为控制量,物理意义明确,易于工程实现,并具有潜在的应用价值。仿真结果证明了该系统模型的正确性,设计的控制器可有效提高三相APF的动态性能。     

基于二次型最优控制的起重机开环消摆方法

起重机载荷摆振主要是由载荷水平运动引起的。由于这类运动是确定性的,可以事先唯一地求出,由此设计出一种最优控制器,按照二次型最优消摆规律消除载荷摆振。这种方法是开环的,不需要角度传感器或角加速度传感器,降低了消摆控制系统的造价,提高了可靠性。但这种方法只能消除确定性扰动造成的载荷摆振,对随机干扰造成的摆振无效。