基于自适应量子遗传算法的分数阶控制器参数整定.pdf

《基于自适应量子遗传算法的分数阶控制器参数整定.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4l卷第2期华北电力大学学报Vo1．41．No．22014年3月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityMar．，2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．02．13基于自适应量子遗传算法的分数阶控制器参数整定杨勇，李荣，张君(南京工程学院能源与动力工程学院，江苏南京211167)摘要：针对量子遗传算法中旋转变异角固定的缺点，提出了一种旋转变异角幅度随着个体适应度的变化而自适应调整的自适应量子遗传算法，对典型测试函数的优化结果表明了该策略能有效提高量子遗传算法的

2、优化精度和收敛速度。同时，针对分数阶PID控制器难于整定的问题，将参数整定转化为参数优化，提出采用AQGA对分数阶PID参数进行优化，并利用该策略对循环流化床主汽温分数阶系统设计了分数阶PID，仿真结果表明了该方法在PID参数整定中的有效性。关键词：自适应量子遗传算法；分数阶PID；参数整定；循环流化床主汽温；分数阶对象中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1007—2691(2014)02—0072—06FractionalPIDparameterstuningbasedonadaptivequantumgeneticalgor

3、ithmYANGYong，LIRong，ZHANGJun(CoilegeofEnergyandPowerEngineering，Nan‘jingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：Aimingatthedisadvantageoftheimmobilerotatedangleinquantumgeneticalgorithm(QGA)，theadap—tivequantumgeneticalgorithm(AQGA)isfiguredout，whoserotatedangl

4、eisautomaticallyadjustedasthechangeofindividualfitness．TheoptimizationresultsoftypicaltestfunctionshowthattheprecisionandconvergencespeedcanbeeffectivelyimprovedbyAQGA．Inaddition，forthedificultyofPIDparameterstuning，AQGAisapplicated．Asim-ulationiscarriedoutforcirculatingf

5、luidizedbedsteamtemperaturesystemwhosemodeliswithfractionalorders．AndPIDparametersarerespectivelytunedbyQGAandAQGA．ThesimulationresultsshowthatAQGAisaneffectivemethodinPIDparameterstuning．Keywords：adaptivequantumgeneticalgorithm(AQGA)；fractionalorderPID；parameterstuning；c

6、irculatingfluidizedbedsteamtemperature；fractionalordercontrolledobject的设计、表征和控制能力“。0引言PID是控制系统中应用最广泛、技术最成熟的控制方法，由于其结构简单，鲁棒性强，操作简单，分数阶微积分将整数微积分的微分、积分阶被广泛应用于冶金、电力和机械等工业过程中，具次推广到了任意阶次，扩展了整数阶微积分的描有很强的生命力。相比于整数PID，分数阶PID述能力。分数阶微积分的数学模型，可以更准确是整数PID的扩展，积分阶次A和微分阶次肛的地描述实际系统的动态响应，提

7、高对于动态系统引人使得分数阶PID控制器具有更灵活的结构、更强的鲁棒性和更好的抗扰动能力，但同时，由于收稿日期：2013—11—10．分数阶微积分模块建模复杂且控制器需要整定参基金项目：南京工程学院校级青年基金项目(QKJB201301)数较多，使得PID参数整定更加困难。一些第2期杨勇，等：基于自适应量子遗传算法的分数阶控制器参数整定73学者从时域¨、频域等角度分析分数阶系统，提(5)：出了相应的参数整定方法，但计算过程较繁琐。⋯㈩==量子遗传算法¨”(quantumgeneticalgo．rithm，QGA)是一种基于量子计算原理的概

8、率优．+』B．(5)化方法，它以量子计算的一些概念和理论为基础，啊}一用量子位编码来表示染色体，以量子门更新来完将式(2)、(4)带人式(5)，并整理后可得：成进化搜索，具有种群规模小、收敛速