混合果蝇优化算法PID参数整定方法的研究

【目的】解决基本果蝇优化算法(FOA)由于算法局限性而出现比例积分微分(PID)参数整定收敛速度慢且容易过早陷入局部最优的问题。【方法】为了在迭代前期具有更高的全局搜索效率,利用粒子群算法(PSO)寻找多个全局较优种群,迭代后期使用具有较强的局部寻优能力的FOA算法提高收敛精度,实现对全局搜索和局部搜索过程的优化。【结果】两个二阶时滞系统的阶跃响应测试结果表明,基于HFOA的PID控制器参数整定的上升时间、调节时间和超调量等指标更优,能够实现更好的系统响应性能。【结论】优化后算法具有控制精度高、响应速度快、鲁棒性好等优点,为PID参数优化提供了参考。

基于遗传算法整定参数的火力发电用电机伺服控制分析

同步发电机的控制精度对提高火力发电效率的影响较大,为进一步提高火力发电用电机伺服控制控制精度,选用遗传算法整定驱动轴参数。从正弦信号和直线信号两个方面开展进给测试,促进跟随性能的显著提升。研究结果表明:遗传算法优化可知,在当前人工经验条件进行整定得到的系统带宽接近64 Hz,响应性能较为理想。正弦信号下,采用遗传算法进行参数整定时,跟随误差更低,表现出更优的跟随性能。绝对误差极值降低27.3%,绝对误差积分降低42.4%。直线进给状态下,跟随误差更低,表现出更优的跟随性能。绝对误差极值降低28.6%,绝对误差积分降低39.1%。相对于人工经验整定方式,达到更优的误差波动控制状态,实现了较优的伺服稳定性。

Levant微分器参数整定算法及在高空台系统的应用

Levant基于超螺旋算法提出的滑模微分器具有滤波效果好且对特定噪声干扰不敏感等特点.针对该微分器参数调整问题,文章利用时间线性变换和坐标变换得到了一种有效的参数整定算法,该算法可依据给定信号的频率和幅值确定微分器参数.通过频域和时域对比分析表明,本文所设计的参数整定算法可在保证跟踪滤波与微分信号提取精度的同时,便捷地给出Levant微分器的有效参数.最后,本文将基于参数整定算法的Levant微分器应用到某航空发动机高空模拟试车台飞行环境模拟控制系统的环境信号处理中,验证了所提算法的有效性及工程应用价值.

基于遗传算法整定驱动参数的水力发电机PID控制

为了弥补PID控制容易出现超调的现场,设计了一种基于遗传算法整定驱动参数的水力发电机PID控制方法。从正弦信号方面对水力发电机开展进给测试,促进了跟随性能的显著提升。研究结果表明:遗传算法整定方案在迭代到37次时达到收敛,幅频特性表明系统获得了理想响应性能。采用遗传算法整定驱动参数后获得更低跟随误差,表现出了更优的跟随性能。正弦信号下遗传算法参数整定时达到了更低跟随误差,表现出了更优的跟随性能。绝对误差极值降低35.5%,绝对误差积分降低50.1%。该研究有助于提高水力发电机控制稳定性,也可适用于其它的机械传动机构。

基于Lambda整定方法的积分对象PID参数整定

提出一种基于Lambda整定方法的积分对象PID参数整定方法,给出期望闭环时间常数λ的选择原则。针对纯比例控制存在系统余差的问题,引入比例积分控制。仿真试验表明,采用笔者所提方法可一次得到合适的PID初始参数,提高了基于Lambda整定方法的积分对象PID参数整定的鲁棒性和适用范围。

基于HCOPSO算法的USV舵向PID控制参数整定方法

高速无人艇(USV)舵向控制要求同时满足调节时间短、超调量小,针对USV舵向比例积分微分(PID)控制的参数整定需求,将混合均值中心反向学习粒子群优化(HCOPSO)算法与PID控制结合,提出一种基于HCOPSO算法的USV舵向PID控制器参数整定方法。利用HCOPSO对PID控制器参数进行寻优,有效解决寻优过程的局部最优解问题。对比研究了粒子群(PSO)算法、线性惯性权重递减粒子群(LDIWPSO)算法、HCOPSO算法的PID控制器参数整定效果,结果表明, HCOPSO算法参数整定的USV舵向PID控制器具有更好的控制效果,相比于PSO、LDIWPSO,调节时间分别缩短22%、15%,超调量分别降低89%、74%,迭代次数分别减少40%、30%。基于研制的“久航750”USV开展了海洋环境测试,测试结果表明了文中设计方法应用于小型高速USV舵向控制的有效性。

基于比例谐振控制器的逆变控制系统设计与参数整定

针对传统逆变器控制策略对交流电压信号跟踪存在静差的问题,提出基于比例谐振控制器的电容电压外环和电感电流内环的双闭环控制策略,并在此基础上对系统进行建模,分析了在这种双闭环结构下,系统具有对交流信号实现无静差跟踪和抗负载电流扰动的能力。进一步,采用根轨迹理论,结合系统稳定性判据分析了比例谐振控制器参数对系统极点的影响,并设计极点位置,选择合适控制器参数,保证系统具有较好的稳定性和动态性能。最后,通过仿真验证了该控制策略和参数设计方法的有效性。

灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器

针对一阶延时(FOPDT)模型,考虑到阶跃负载的干扰,以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标,利用数值优化运算获取比例积分控制器参数。在过程惯性时间与时滞时间之比的大范围内,通过寻优数值拟合出控制器参数调整公式。最后,用双通道继电器闭环测试获取过程信息,建立近似的一阶延时模型来自动整定控制器参数。仿真结果证明了此方法的有效性。

误差积分准则下PID近似最优控制参数的整定方法

介绍了一个求误差积分性能准则下PID近似最优控制参数的简单方法，该方法具有计算量小、实现容易的特点，可以方便地用于单片机为基础的数字PID调节器控制参数的在线整定，具有比较高的实用价值。

基于Matlab的临界比例度法在工程PID参数自整定数值模拟中的应用

控制器中整定参数是整个工业控制系统设计的关键,参数的选取往往耗时较长、难度较大,要求设计者具有较多的经验.传统的理论计算整定法是一套完整的设计方法,但响应时间却较长.考虑利用Matlab临界比例度法对系统进行参数自整定分析,确定临界比例度系数及等幅振荡周期,分别求解临界比例度法下的P、PI和PID控制器的性能参数,并与传统理论计算得出的SLC控制器的性能指标进行对比.数值模拟结果说明:采用基于Matlab的临界比例度法的PID控制器动态性能好、阻尼程度小,可为实现工程参数的自整定提供理论参考.

阻尼摄入的比例控制中基于遗传算法的参数整定研究

阻尼摄入的比例控制被广泛地应用于遥操作机器人系统的控制中来确保系统的稳定,但是该方法的参数整定一直是一个难题。文中提出了一个基于遗传算法对阻尼摄入的比例控制进行参数整定的方法。并且,利用MATLAB/SIMULINK建立了遥操作机器人系统的仿真平台,对所提出的方法进行了有时延的自由运动和接触运动仿真实验,并对实验结果进行了分析和比较,证明了方法的有效性。

基于临界比例度法整定PID控制器参数的仿真研究

PID控制器参数的整定是PID控制系统设计的核心。为了整定PID控制器参数,基于Matlab/Simulink仿真环境,采用临界比例度法整定PID控制器参数,通过仿真实例很好地实现了对PID控制器参数的整定。该仿真具有直接观察系统性能变化,快速、准确选择合适PID参数,充分体现了Matlab/Simulink直观、方便的特点。

具有积分抑制的参数自整定模糊控制

本文将模糊控制器的在线参数自整定算法与积分抑制策略相结合提出一种具有积分抑制的参数自整定模糊控制器.对几个二阶对象的仿真试验表明,它不但能改善模糊控制系统的动态性能.而且能有效地消除系统余差.具有使用价值,可用于电机传动系统模糊控制的研究.

移动机器人路径跟踪模糊整定的比例微分控制

针对数学模型复杂的移动机器人的路径跟踪问题,使用模糊整定的比例微分控制算法.该控制方法参考模糊控制的思想,将位置和方向误差分成若干个模糊集合,使比例微分控制器参数能够根据机器人的状态进行调节.仿真结果表明,该方法在机器人的路径跟踪控制中效果良好.

电液比例位置控制系统的参数自整定Fuzzy-PI控制

文章针对电液比例位置控制系统非线性、时变性等特点 ,采用了一种参数自整定模糊PI控制器 ,并应用在锻造操作机的位置控制系统中。参数自整定模糊PI控制能根据偏差和偏差变化率在线调整控制器的参数 ,优化了模糊控制器的性能。仿真及实践表明 ,该控制器具有良好的稳态控制精度和较强的鲁棒性 。

基于继电反馈的组合积分系统参数辨识与整定

将一种改进型的继电辨识方法推广到组合积分系统的参数辨识中,取代了以一阶或二阶加纯滞后模型近似描述组合积分系统进行参数估计的方法,在得到估计参数的基础上设计了组合积分控制器。利用相角偏移的概念,补偿继电试验中振荡点与被控对象的极限环理论临界点之间的偏差,辨识得到频域范围内的组合积分对象的参数,并且辨识精度较高;通过相角偏移的在线计算,避免了多次迭代试验获取先验信息的过程,缩短了调节时间。仿真结果验证了该算法的实用性和有效性。

基于λ方法的积分对象PID参数整定与优化

PID控制器中比例增益、积分时间和微分时间的整定是控制器能否正常运行的关键,介绍了一种简单、高效、可靠的PID参数整定方法,针对积分对象的参数整定尤为有效。详细阐述了各个参数的物理意义、推导过程和参数整定过程,最后运用λ整定方法整定了一组参数,并带回到原控制模型进行验证。实际应用表明:基于λ方法的积分对象PID参数整定方案具有操作简单、适用性强、便于参数计算等优点。

基于临界比例度法的PID控制器参数整定

PID控制器也称为PID调节器或PID校正装置,它主要有比例控制、比例微分控制、比例积分控制和比例积分微分控制等。当确定了PID控制器的结构和控制规律后,正确地整定PID控制器参数就显得非常重要。PID控制器的参数整定方法大体上可以归纳为计算整定法和工程整定法两种,通过MATLAB仿真软件工具来完成PID控制器的参数整定,重点介绍工程整定法中的临界比例度法,并在结尾对几种不同控制效果做比较。

基于改进PSO算法的PID参数自整定

研究了比例-微分-积分(PID)控制器参数自整定问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数自整定方法。采用实编码方法和基于指数曲线的非线性惯性因子取值策略,该途径易于实现,并且提高了寻优的速度和精度。仿真实例表明了该方法的有效性。

分数阶控制器参数整定策略研究

对分数维的分数阶系统的研究吸引了越来越多的研究者。分数阶PIλDμ控制器是整数阶PID控制器的一般形式,较整数阶PID控制器具有优越性,但对其整定方法的研究还很少。基于改进的随机搜索方法,实现了分数阶控制器包括积分次数、微分次数五个参数的优化整定,获得了良好的整定效果。仿真实验证明了提出的整定策略的有效性。同时通过比较说明在被控系统有非线形环节的情况下采取分数阶PIλDμ控制器往往能获得更好的控制效果。