基于蝙蝠算法的PID控制参数优化技术与仿真研究

PID参数整定是PID控制中的一个重要环节,传统的PID参数整定方法已经不能完全适用。为提高PID参数优化精度,解决传统PID参数整定时产生的误差较大问题,将蝙蝠算法引入控制系统中优化PID控制参数。通过MATLAB仿真,比较蝙蝠算法、粒子群优化算法和增量式PID控制算法对控制参数优化的性能。实验结果表明：在函数寻优测试中,与遗传算法、粒子群优化算法相比,蝙蝠算法能防止陷入局部最优,使种群更加稳定并达到更好的收敛速度和寻优精度;在PID控制参数优化中,与粒子群优化算法、增量式PID控制算法相比,蝙蝠算法优化PID控制参数的实际输出曲线最贴近理论输出曲线,稳定性更好。     

一种云模型PID控制器参数整定优化算法

为了解决PID控制器参数整定过程中的优化和复杂性问题,增强PID控制器参数整定的自适应性,结合差异演化算法和粒子群算法,提出一种带有差异演化变异算子的粒子群混合优化算法,利用一维云模型映射器将人的控制经验通过语言原子转换为控制规则器,设计具有自适应功能的云模型控制器;将该优化算法应用于一维云模型PID控制器参数整定与优化,并与传统方法进行仿真比较.结果表明,基于带有差异演化变异算子的粒子群混合优化算法的智能控制器具有简单易行、控制性能良好、自适应性和鲁棒性强的特点,可为云模型控制器参数设计提供参考.     

基于混沌优化的规范化PID控制器及其应用

为了解决PID参数整定繁琐，难以达到最优状态，控制结果出现较强的振荡和大超调等问题，作者提出一种规范化PID控制器参数混沌优化方案，由于混沌运动具有遍历性，随机性等特点，它能在一定的范围内按期自身规律不重复地遍历所有状态，把混沌动力学特性与退火策略结合起来在规范化PID参数域中实现混沌优化搜索，具有更强的搜索PID参数全局最优值的能力，对水轮机调速系统进行控制仿真，结果表明；该算法能有效地实现PID参数最优整定；控制结果具有稳定，超调小，响应快，调节时间短，结构简单，容易实现的优点，为解决PID控制器参数全局最优设计提供了一种有效的方法。     

关于模糊PID控制器的应用设计

研究了模糊PID控制器在直流调速系统中的作用，将常规PID控制器改善为模糊PID控制器，使其参数能进行模糊自整定．这是一种常规的PID控制和模糊控制相结合的方法．该方法利用模糊控制理论，以误差和误差变化作为输入语言变量，以输出增量作为输出语言变量，可有效地改善系统的稳态性能指标。     

神经网络模糊PID技术在光伏系统MPPT控制器中的应用

针对传统光伏系统MPPT控制算法的局限性及无法自适应外部复杂情况等诸多问题,提出一类以神经网络、模糊控制器以及PID控制器组成的神经网络模糊PID控制器。利用光照幅度、环境温度等参数的离线训练后的权值作为整个三层前馈神经网络的优化参数;通过预测最大功率点与实际的工作电压进行比较,运用模糊推理对PID相关参数进行最佳调整。仿真结果表明：与传统PID控制器、模糊控制器相比,本系统能增强消除系统误差能力,稳态性能有了明显提高,同时可获得更高的控制精度。     

基于LinWPSO算法的同步顶升系统模糊PID控制器设计

针对WK-35大型挖掘机上下盘分离时不稳定、顶升同步误差大等问题,提出一种基于LinWPSO算法的多液压缸同步顶升模糊PID控制方法,以获得更高精度的顶升控制系统。采用几何分析计算,验证顶升体系的同步精度要求,提出将粒子群寻优算法与模糊PID结合的控制策略,设计模糊PID同步顶升控制器。利用LinWPSO算法优化模糊控制器的性能参数,使控制器性能达到最优。基于WK-35大型挖掘机液压系统,建立AMEsim液压系统模型,并结合Simulink控制模型进行联合仿真。结果表明,改进的顶升系统控制方法相比模糊PID控制,控制精度明显提高,可满足系统的同步要求。进行了WK-35大型挖掘机上下盘分离同步顶升工程试验,试验结果在可允许的范围内与仿真结果一致,验证了所提方法的可行性。     

一种基于混沌优化的免疫PID控制器

针对目前智能PID控制器普遍存在的诸如计算量大、收敛速度慢以及控制精度相对较差等问题,提出一种基于混沌优化的免疫PID控制器。与传统的免疫PID控制器相比主要做了两个方面的改进,一个是利用小波神经网络对免疫PID控制器的非线性函数部分进行逼近,另一个是利用混沌优化算法对免疫PID控制器的三个控制参数进行优化。仿真结果表明该控制器的控制性能优于其它类型的智能PID控制器以及常规PID控制器。     

基于混沌PSO的循环流化床汽温系统分数阶控制

分数阶PIλDμ控制是传统PID控制的推广与发展,积分阶次λ和微分阶次μ的引入使得分数阶PIλDμ控制器具有更灵活的结构、更好的鲁棒性和更强的抗扰动能力,但也增加了参数整定的难度.参数的取值对控制效果的好坏起着决定性作用,为此提出了采用混沌粒子群优化算法优化分数阶PIλDμ控制器参数.该方法采用自适应粒子群优化算法执行...     

基于改进PSO算法的柴油机PID控制器参数优化

PID控制器因具有结构简单、鲁棒性强和适用性广的特点而得到广泛应用;其控制效果取决于比例系数(Kp)、积分系数(Ki)和微分系数(Kd)3个参数的取值。为了解决控制参数的选取,提出一种基于改进粒子群优化(ParticleSwarm Optimization,PSO)算法的PID控制器参数优化策略,并将优化方案应用于柴油机转速PID控制器。仿真研究表明,改进PSO算法的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。     

热电偶校验炉程序升温装置的智能PID控制研究

针对具有较大的滞后性、非线性和时变性特点的热电偶校验炉对象，常规方法难以达到良好的控制效果，结合模糊专家系统控制器与PID控制器，提出了一种智能PID控制器结构．它具有PID控制器的参数在线白整定和直接控制型模糊控制器的功能，既保持了模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有常规PID控制器的动态跟踪品质好和稳态精度高的特点，解决了热电偶校验炉的控制问题．仿真结果表明：智能PID控制方案是可行性的、有效的，与常规PID控制器相比，系统的响应速度提高了、超调量减少了．     

基于HCMAC神经网络的控制研究

利用HCMAC神经网络与模糊控制算法近似的特性，以偏差和偏差的变化率作为：HCMAC神经网络控制器的输入，构造一新型HCMAC神经网络控制器，克服模糊控制中模糊规则难以准确确定的缺陷。通过仿真实例看出，HCMAC神经网络控制器与常规PID控制器相比具有很好的跟踪控制精度，在时变、非线性的复杂系统中具有一定的应用价值。     

基于免疫遗传算法的模糊神经网络在交流伺服系统中的应用

为了满足交流伺服系统高精度、快响应的要求，结合免疫遗传算法寻优速度快和模糊神经网
络控制不依赖于控制对象的优点，设计了一种基于免疫遗传算法优化的模糊神经网络控制的交流伺服系统
。采用免疫遗传算法优化模糊神经网络控制器中隶属函数的平均值、标准偏差以及隶属函数层与规划层的
连接权值。实验和仿真结果验证了该控制策略的可行性。该方法对于系统调节和设定值跟踪均具有很好的
控制效果，而且具有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性，使交流伺服系统具有良好的动、静态性能。     

基于遗传算法优化的神经网络PID控制器

提出了一种新的改进遗传算法优化的神经网络PID控制器。该方法设计了基于性能指标的适应度函数、自适应的交叉概率、变异概率,引入移民的遗传算法,从而有效地抑制了早熟和维持种群多样性,保证了得到的优化参数为最优参数。该方法为非线性被控对象的控制提供了一种最优参数控制器设计途径。仿真结果证明:利用改进遗传算法设计的控制紧闭环性能优越,鲁棒性强。     

ACS algorithm-based adaptive fuzzy PID controller and its application to CIP-Ⅰ intelligent leg

Based on the ant colony system(ACS)algorithm and fuzzy logic control,a new design method for optimal fuzzy PID controller was proposed.In this method,the ACS algorithm was used to optimize the input/output scaling factors of fuzzy PID controller to generate the optimal fuzzy control rules and optimal real-time control action on a given controlled object.The designed controller,called the Fuzzy-ACS PID controller,was used to control the CIP-I intelligent leg.The simulation experiments demonstrate that this controller has good control performance.Compared with other three optimal PID controllers designed respectively by using the differential evolution algorithm,the real-coded genetic algorithm,and the simulated annealing,it was verified that the Fuzzy-ACS PID controller has better control performance.Furthermore,the simulation results also verify that the proposed ACS algorithm has quick convergence speed,small solution variation,good dynamic convergence behavior,and high computation efficiency in searching for the optimal input/output scaling factors.     

一种基于模糊神经网络的PID控制器

利用神经网络自学习自适应能力和快速计算能力,提出一种基于模糊神经网络的PID智能控制器．该系统将模糊技术、神经网络与PID控制结合起来,实现了PID控制的自适应和智能化．通过仿真实验表明,该控制方案与传统PID控制系统相比,无论是超调量还是稳定时间,效果都要好得多．     

“灵巧手指”的位置/力模糊控制算法研究

为了使“灵巧手指”位置 /力控制具有良好的控制性能 ,在力控制器的设计中应用了模糊控制、神经网络等方法 ,提出了模糊控制、基于神经网络带积分环节的模糊控制两种算法。仿真结果表明 :这两种控制方法与常规 PID控制相比 ,控制性能得到明显改善。     

基于BP神经网络的模糊PID风量控制

针对煤矿主风机通风系统多变量、非线性、时变滞后性等问题,提出一种基于BP神经网络的模糊PID算法。该算法综合神经网络、模糊控制与PID调节的各自优点,既具有神经网络的自学习和自适应能力,又具有模糊控制的非线性控制作用,同时兼备PID调节的广泛性。仿真结果表明,该算法的响应速度、稳态精度均优于传统的PID调节,取得比较理想的控制效果。     

基于模糊RBF神经网络的永磁同步电机位置控制

针对比例-积分-微分(PID)控制器参数固定而引起永磁同步电机位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于平滑切换的模糊PI控制和径向基函数(RBF)神经网络PID控制的位置控制器。暂态时,采用模糊PI控制;稳态时,采用RBF神经网络PID控制,两者中间采用模糊PI-RBF神经网络PID复合控制。该位置控制器既结合了模糊PI控制和RBF神经网络PID控制的优点又克服了各自的缺点。仿真结果表明,当永磁同步电机受到外部扰动时,采用模糊RBF神经网络控制器的永磁同步电机位置系统具有良好的动态性能,能够实现快速响应,做到精确定位,而且当负载变化时具有很强的抗干扰性。     

基于改进递推预测误差神经网络算法的极点配置PID控制方法

针对工业控制中系统模型参数通常未知的特点,利用改进递推预测误差算法为基础的神经网络系统参数辨识方法,设计了极点配置自校正数字PID控制器.相比于基于梯度学习算法的神经网络辨识方法和通常的PID控制器,该方法具有参数辨识结构简单、神经元权值调整可持续且计算速度快、所采用的数字PID控制器鲁棒性强等优点.最后的数值仿真结果验证了本文算法及控制方法的有效性.