基于遗传算法的PID控制器参数优化研究

研究自动控制器参数优化问题,PID参数优化是自动控制领域研究的重要内容,系统参数选择决定控制的稳定性和快速性,也可保证系统的可靠性.传统的PID参数多采用试验加试凑的方式由人工进行优化,往往费时而且难以满足控制的实时要求.为了解决控制参数优化,改善系统性能,提出一种遗传算法的PID参数优化策略.通过建立遗传算法优化的PID控制器参数模型,在控制过程中将PID参数作为遗传算法中的个体,采用控制误差绝对值时间积分函数作为优化目标,动态调整PID的三个控制参数,进行PID控制参数的在线优化,将优化方案应用于农业温室温度控制系统进行了仿真.仿真表明,引入遗传算法的PID控制系统,提高了动态性能,增强系统稳定性和快速性,保证实现了控制效果.     

基于粒子群算法的PID控制器参数优化研究

PID参数优化一直是自动控制领域研究的重要问题,PID的控制效果取决于比例、积分和微分三个参数取值.传统的PID参数多采用试验加试凑的方式由人工进行优化,难以满足控制的实时要求.为了解决控制参数优化选择问题,改善系统性能,提出一种基于粒子群算法的PID参数优化策略.通过建立粒子群优化的PID控制器参数模型,在控制过程中将PID参数(比例、积分、微分)作为粒子群中的粒子,采用控制误差绝对值时间积分函数作为优化目标,在控制过程中动态调整PID的三个控制参数,从而进行PID控制参数的实时优化,最后将优化方案应用于中央空调温度控制系统.仿真应用研究表明,PID参数优化策略具有很强的灵活性、适应性和鲁棒性,进而验证了优化方案的可行性和有效性.     

基于动态布谷鸟搜索算法的PID控制器参数优化

为了解决传统PID控制器参数优化费时且不能保证获得最佳性能的问题,通过改进布谷鸟搜索算法的参数取值,形成了动态布谷鸟搜索算法(DCS),并把其引入到PID控制器参数优化中,提出了一种基于动态布谷鸟搜索算法的PID控制器参数优化算法,仿真试验结果表明基于动态布谷鸟搜索算法的PID控制器具有较好的控制性能指标,并通过与其他算法对比,证明了动态布谷鸟搜索算法的PID控制器优化算法具有优越性和有效性.     

智能PID参数自整定技术在伺服系统中的应用

针对常规PID控制参数整定困难,且受时变、非线性等因素影响而不能达到预期控制效果的实际情况,提出了RBF网络动态辨识的BP神经网络PID参数自整定算法.此算法可实现PID控制参数的在线自整定和优化;同时,将算法应用于伺服控制系统中,以VC++6.0和Matlab为开发和仿真工具,对动态辨识神经网络智能PID参数自整定方法进行仿真研究.仿真结果表明,控制算法鲁棒性强、响应速度快,可用于控制参数时变的非线性系统.     

基于粒子群优化的PID控制器设计与应用

研究优化控制器设计问题,工业过程控制中广泛使用的PID控制器,参数的选取可等效为优化问题.针对PID控制器应用于实际的自动电压调节器(AVR)系统,为了有效地寻找AVR系统的最佳PID控制器参数,提出一种基于粒子群算法的PID参数优化策略.通过建立粒子群优化的PID控制器参数模型,在控制过程中将PID参数(比例、积分、微分)作为粒子群中的粒子,采用控制误差绝对值时间积分函数作为优化目标,在控制过程中动态调整PID的三个控制参数,从而进行PID控制参数的实时优化.仿真结果表明PID控制器可以获得较好的控制性能指标,进而改善AVR系统的瞬时响应特性,具有一定的实用价值.     

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。     

基于免疫遗传算法的PID控制器参数优化研究

PID控制器参数优化一直是自动控制领域研究的热点问题.由于自动控制过程中被控对象具有非线性、时变不确定性等特点,传统的PID控制多采用试凑方式进行优化,往往费时而且难以满足控制的实时要求,导致控制精度不高.为了解决PID控制器参数优化问题,改善系统性能,提出一种基于免疫遗传算法的PID参数优化方法.该方法将PID控制器参数作为抗原,最优参数作为抗体,通过免疫算法的记忆细胞和抗体浓度调节机制,在控制过程中动态调整PID控制参数,从而实现PID控制器参数实时优,最后将该参数优化方法应用于实际的自动控制系统.实验应用研究表明,相对于传统参数优化方法,该方法在处理非线性和时变系统时,减少了超调小,响应速度提高,改善了系统性能,系统稳定性增强,控制精度相应提高,更能适应实际的自动控制系统需要.     

基于粒子群算法的汽车悬架PID控制仿真

研究汽车悬架稳定性控制优化问题,由于PID控制器在汽车主动悬架中参数的选择决定汽车行驶的稳定性能.针对传统参数整定的方法存在盲目性,设计了一种用粒子群算法优化整定PID参数的方法.利用粒子群算法的并行全局搜索策略,以主动悬架性能指标为目标函数对PID参数进行优化设计.应用改进方法对汽车悬架主动控制系统进行仿真.仿真结果表明,用粒子群算法优化的PID控制器的汽车主动悬架相对于PID控制主动悬架及被动悬架而言,改善了车身垂向加速度和悬架动行程.同时解决了PID控制器参数整定的问题.     

遗传算法对CMAC与PID并行励磁控制的优化

为解决同步发电机在不同工况下的PID控制参数最优化,干扰情况下的快速稳定等问题,提出了一种通过遗传算法来优化CMAC与PID的并行控制策略.由遗传算法来对PID参数进行全局择优,CMAC在其基础上进行局部择优,以达到所需要的控制效果.Matlab仿真表明该控制方案与传统控制方案相比具有优越性,通过现场试验表明算法的可行性和实际控制效果的优越性.     

搜寻者优化算法与卡尔曼滤波相结合的PID控制

针对传统PID控制器的参数整定依靠经验调整,且在控制过程中,系统易受多种噪声影响的问题,提出搜寻者优化算法与卡尔曼滤波相结合的PID控制方法。利用搜寻者优化算法对PID参数进行智能优化,利用卡尔曼滤波器实现对控制噪声和测量噪声的有效抑制。对二阶延迟系统进行仿真试验,结果表明,与传统PID控制方法相比,该方法可以智能地获得较优的PID参数,有效剔除了控制过程中的噪声干扰,实现了调节速度快、稳态误差低、抗干扰能力强的智能PID控制。     

一种遗传模拟退火算法在温室系统上的应用

在通风速率设定条件下,常规的温室环境小气候动态系统可看成一个只由加热设备控制的二阶时滞温室模型。根据这个模型,提出一种基于遗传模拟退火算法的PID参数优化整定方法。该方法继承了遗传算法和模拟退火算法这两者的优点,与采用常规遗传算法的PID参数整定方法相比较,这种方法在克服解早熟、增强局部寻优能力和提高计算效率等方面都有明显的改进。这些在最后都通过仿真结果得到了验证,由此可见,该方法是一种有效的整定方法,具有一定的应用前景。     

时滞系统控制参数优化的遗传模拟退火算法

该文基于遗传模拟退火算法,提出一种时滞系统的控制参数优化方法,同时对Matlab遗传算法工具箱GAOT进行改进,使之适用于PID参数的优化。该文所采用的算法保留了遗传算法和模拟退火算法分别在全局和局部搜索能力强的优点,能克服常规遗传算法中解的早熟现象、局部寻优能力差,难以保证对参数优化的计算效率和可靠性要求等缺陷。研究表明,改进后的遗传模拟退火算法是一种行之有效的方法,具有实用价值。     

Simulated annealing for the design of structures with time-varying constraints

The optimal design of structural systems with conventional members or systems with conventional as well as passive or active members is presented. The optimal sizes of the conventional members of structural systems are obtained for dynamic loads. A modified simulated annealing algorithm is presented which is used to solve the optimization problem with dynamic constraints. The present algorithm differs from existing simulated annealing algorithms in two respects; first, an automatic reduction of the search range is performed, and second, a sensitivity analysis of the design variables is utilized. The present method converges to the minimum in less iterations when compared to existing simulated annealing algorithms. The algorithm is advantageous over classical methods for optimization of structural systems with constraints arising from dynamic loads. For certain initial values of the design variables, classical optimization methods either fail to converge or produce designs which are local minima; the present algorithm seems to be successful in yielding the global minimum design.     

基于矢量矩免疫遗传算法的PID参数整定

对于不确定系统,PID控制器存在着跟踪设定值与抑制扰动之间、鲁棒性与控制性之间的矛盾,对此,提出采用基于矢量矩方法计算抗体浓度,用免疫遗传算法思想对PID参数进行优化,提出了一种基于矢量矩的免疫遗传算法的PID参数优化控制方法。仿真结果表明,这种优化算法加快了收敛速度,有效提高了系统的全局稳定性,增强了PID控制器的鲁棒性。     

基于混合遗传模拟退火算法求解TSP问题

TSP问题是典型的NP-hard组合优化问题,遗传算法是求解此类问题的一种方法,但它存在如何较快地找到全局最优解,并防止“早熟”收敛的问题。针对上述问题并结合TSP问题的特点,提出将遗传算法与模拟退火算法相结合形成遗传模拟退火算法。为了解决群体的多样性和收敛速度的矛盾,采用了部分近邻法来生成初始种群,生成的初始种群优于随机产生初始种群。仿真实验结果证明,该算法相对于基本遗传算法的收敛速度、搜索质量和最优解输出概率方面有了明显的提高。     

A simple simulated annealing algorithm for the maximum clique problem

Simulated annealing technique has mostly been used to solve various optimization and learning problems, and it is well known that the maximum clique problem is one of the most studied NP-hard optimization problems owing to its numerous applications. In this note, a simple simulated annealing algorithm for the maximum clique problem is proposed and tested on all 80 DIMACS maximum clique instances. Although it is simple, the proposed simulated annealing algorithm is efficient on most of the DIMACS maximum clique instances. The simulation results show that the proposed simulated annealing algorithm outperforms a recent efficient simulated annealing algorithm proposed by Xu and Ma, and the solutions obtained by the proposed simulated annealing algorithm have the equal quality with those obtained by a recent trust region heuristic algorithm of Stanislav Busygin.     

求解SAT问题的拟人退火算法

该文利用一个简单的变换，将可满足性（SAT）问题转换为一个求相应目标函数最小值的优化问题，提出了一种用于跳出局部陷阱的拟人策略，基于模拟退火算法和拟人策略，为SAT问题的高效近注解得出了拟人退火算法（PA），该方法不仅具有模拟退火算法的全局收敛性质，而且具有一定的并行性，继承性。数值实验表明，对于本文随机产生的测试问题例，采用拟人策略的模拟退火算法的结果优于局部搜索算法，模拟退火算法以及近来国际上流行的WALKSAT算法，因此拟人退火算法是可行的和有效的。     

基于退火遗传算法的复杂机电系统控制参数最优整定

针对复杂机电系统中可调参数多、调整范围大、参数之间耦合强、常规方法难于整定与组态的难题，提出了基于退火遗传算法的参数最优整定方法．将遗传算法和模拟退火算法巧妙地结合起来、取长补短，构成一种新的高效、鲁棒的寻优算法，应用于平整机主传动速度控制系统的参数优化问题，使系统的性能指标达到最优．     

基于改进的模拟退火算法及其在火炮控制系统中的应用

针对现有火炮控制系统与模拟退火算法优化存在的问题,提出了一种改进的模拟退火算法用于火炮控制系统PID参数寻优的方案,即基于变尺度法的模拟退火算法。该算法采用了全局优化和局部优化相结合的思想,能显著提高算法的执行效率,收敛性较好,而且不易陷入局部最优解。给出了具体实现过程和优化实例,并将该算法应用到火炮控制系统中,仿真实验表明,该算法是一种有效的全局优化算法。     

基于布谷鸟搜索算法优化的BLDCM角度控制

当前,经典比例积分微分(PID)控制在无刷直流电机(BLDCM)控制领域仍然占据十分重要的地位.为了解决传统PID控制器参数优化费时、最佳控制性能难以保证的问题,提出使用布谷鸟搜索(CS)算法优化PID控制器(CS-PID)构成电机的角度位置控制.其次,选用时间乘绝对误差积分(ITAE)函数作为CS算法的适应性函数,为...