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    基于混合遺傳算法的PID參數優化與其在液位控制中的應用.pdf 45頁

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    • 上傳作者 hp20083(上傳創作收益人)
    • 發布時間:2019-08-06
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    武漢科技大學 研究生學位論文創新性聲明 本人鄭重聲明:所呈交的學位論文是本人在導師指導下,獨立進行研 究所取得的成果。除了文中已經注明引用的內容或屬合作研究共同完成的 工作外,本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果· 對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。 申請學位論文與資料若有不實之處,本人承擔一切相關責任。 論文作者簽名:』陋日期: 研究生學位論文版權使用授權聲明 本論文的研究成果歸武漢科技大學所有,其研究內容不得以其它單位 的名義發表。本人完全了解武漢科技大學有關保留、使用學位論文的規定, 同意學校保留并向有關部門(按照《武漢科技大學關于研究生學位論文收錄 工作的規定》執行)送交論文的復印件和電子版本,允許論文被查閱和借閱, 同意學校將本論文的全部或部分內容編入學校認可的國家相關數據庫進行 檢索和對外服務。 論文作者簽名: 指導教師簽名: 日 武漢科技大學碩士學位論文 第1頁 第一章緒論 1.1本文的研究背景 1.1.1 PID參數整定綜述 PID算法在工業過程控制中的應用已有近百年的歷史,在此期間雖然有許多控制算法 問世。但由于PID算法具有結構簡單、易于實現、魯棒性強、PID控制規律各自成獨立環節, 可根據工業過程進行組合,再加上人們在長期使用中積累了豐富經驗,因此,PID控制算 法在工業控制中得到廣泛應用。在PID算法中,針對P、I、D三個參數的整定和優化的問題 成為關鍵問題。整定,就是選擇適合的控制器結構然后使其參數以滿足特定實際應用的性 能要求的尋優過程。由于在實際應用當中,控制器的多個參數對系統性能指標的影響是相 互依賴又相互矛盾的,在加上控制對象的復雜性和未可執行,系統的性能指標與控制器參 數的關系是一個難以建立或者無法建立的非線性函數,甚至是非線性時變函數,這就給控 制器的設計與現場參數調整造成很大的困難。針對這些問題,人們一直在尋求簡單、有效 地PID整定方法。 目前PID控制器設計方法大致可分為四類【ll。第一類PID參數的獲得根據經驗整定或試 湊,有些方法根據自學習原理或大量的實踐經驗發展成為PID自整定算法或專家系統整定 方法;第二類是基于特定的理論進行PID控制器優化設計;第三類是依據閉環系統極點位 置來調節PID控制器的參數;第四類是依據某種與誤差有關的最優性指標,通過優化指標 值來完成設計。一般來說,第一類方法注意經驗或經驗的學習,理論指導差一些;第二類 方法強調了設計的PID控制器具有魯棒性,但該類方法的特點是算法較復雜,需要較深的 數學功底;第三類方法更多地考慮了閉環系統的內部特性;第四類方法注重系統的響應品 質,也是目前智能算法分析較多的方法。 1.1.2遺傳算法的發展和應用 近年來,遺傳算法(Genetic 學的角度來看,它是模擬自然界生物進化過程和機制求解問題的一類自組織與自適應的人 工智能技術。從數學的角度來看,它是一種新的全局優化搜索算法。遺傳算法研究的歷史 法則,用于解決科學研究和工程實際所遇到的各種搜索和優化問題的思想。至lJ60年代末期 inNaturalandArtificial 授在他的著作(Adaptation Systems)首次系統的闡述了遺傳算法的 基本原理,標志這遺傳算法的創立。隨后經過30余年的發展,取得了豐碩的應用成果和理 論研究的進展,特別是近年來世界范圍形成的進化計算熱潮,計算智能已作為人工智能研 究的一個重要方向,以及后來的人工生命研究興起,使遺傳算法受到廣泛的關注12]。 第2頁 武漢科技大學碩士學位論文 從70年代起,關于遺傳算法的研究逐漸呈現出蓬勃發展的勢頭,1985年,在美國卡耐 基梅隆大學召開第一屆國際遺傳

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