基于测功机平台的发动机转速pid控制器的智能优化-研究

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1、Ei录颂卜论文3.3.1解耦控制设计的一般实现方式293.3.2神经网络基本知识313.3.3双变量神经网络PID控制器结构323.3.4仿真实验结果分析363.4本章小结404基于粒子群寻优的克隆选择算法414.1弓414.2克隆选择算法414.2.1克隆选择原理414.2.2克隆选择算法424.3粒子群算法444.3.1算法基本思想444.3.2粒子群算法参数设置[58_71]464.3.3惯性权重因子的引入474.4PCSA算法介绍474.4.1PCSA的基本

2、思想474.4.2PCSA算法描述484.4.3参数设置分析504.4.4实验仿真分析514.5本章小结565PCSA算法在发动机转速神经PID控制器优化中的应用575.1引言575.2控制系统结构框图575.3PCSA优化发动机转速神经PID控制器的实现585.3.1PID控制器优化性能的评价函数585.3.2变量编码595.3.3适应度函数595.3.4算法流禾呈605.4仿真实验及结果分析615.4.1参照对象选取与参数确定615.4.2实验及其结果分析625

3、.5硬件在环仿真验证655.5.1实验平台搭建655.5.2实验及结果分析67VI硕丨：论义从厂测功机1'台的发4机U:速PID拧制器W能优化研究5.6本章小结696总结与展望716.1工作总结716.1.1神经网络用于多变量解耦716.1.2基于粒子群算法的克隆选择算法改进726.1.3发动机转速PID控制器的优化726.2研究展望7215：IM75参考文献77ItM82VIIS硕上论文搞十测功机1々合的发动机转速PID控制器智能优化研究1绪论随着改革幵放的不断深化发展

4、，近年来我国的GDP总量不断创新高，并于2010年成功超过日本，成为仅次于美国的世界第二经济大国，取得了令世人瞩目的成就。在国民经济中，工业生产总值占有很大份额，处于举足轻重的地位，从某种程度上讲，工业发展水平是衡量一个国家的综合实力和经济发展水平高低的重要标准。在工业生产中，动力设备是很多工程机械的动力之源，是工厂、企业正常生产运行不可或缺的重要组成部分，而作为绝大多数动力设备的“心脏”——发动机，更是处于至关重要的核心地位。从一定程度上讲，发动机性能好坏直接影响了动力设备的性能优劣，进而进一步影

5、响到工业生产质量、生产效率的高低，因此，发动机的性能测试一直是各大发动机生产商、科研院校研究的重要课题。在发动机的各项性能测试中，转速控制性能尤其重要，这是发动机作为动力设备的直接体现，是衡量发动机整体性能的一个重要指标，也是发动机动力性能、经济性能优劣的重要因素，因此研究发动机转速控制很有必要和意义⑴[2]。自发动机诞生以来，很多专家学者对转速控制进行了研究，并且取得了一系列丰硕成果，推动着发动机转速控制技术不断向前进步。近年来，自动控制理论与计算机技术的迅速发展，为人们研究发动机转速控制提供了新

6、手段新方法，不断涌现出的控制理论和控制方法正被积极应用到发动机转速控制中去，可以说，发动机转速控制是一个与时俱进的研究课题。1.1发动机转速控制历史追溯发动机的转速控制历史可以追溯到1784年，J.瓦特(JalneSWatt)发明了离心式机械调速器，之后并将其应用于当时的蒸汽机上，成为了动力机械调速器历史的鼻祖。1876年至1877年，俄国的威斯涅格拉斯基教授发表了不少关于影响调速系统稳定性原因的研究论著，为发动机转速自动控制奠定了理论基础。随着工业水平的发展，离心式调速器已经不能满足工业发展的要求

7、。因此，在20世纪40年代末50年代初出现了液压机械调速器，它具有体积小、转速调节范围广、适应性强等特点，成为当时动力设备装置使用最普遍的调速器[3]。随着动力设备的发展呈现大功率化、高负荷化的趋势，转速调节器的性能亟需和动力设备的发展相适应，于是在20世纪60年代结构更加精简、速度调节精度更高的电子调速器应运而生。这种新型调速器的出现促进了动力设备的自动化程度的提高，因而在发动机转速控制系统中得到了普遍应用。而随着单片机技术和自动控制理论的发展，发动机的转速控制进入了电子调速控制器时代，发动机速度

8、的各项控制与调节功能主要依靠软件编程来实现，对硬件的依赖性大为减弱，通II结论硕士论文过配置接口就可以改变其控制功能，便于利用各种控制算法来改进控制器的性能，具有相当强的适应性和扩展能力，已成为当前发动机转速控制的主流趋势[3]。1.2国内外发动机转速控制器的发展概况目前，国外发动机已经普遍采用了电控系统，可实现包括调速系统在内的其他如进排气系统、冷却系统以及增压系统等的控制。世界上专业研究生产发动机调速器的工厂和公司并不算多，美国的伍德沃德(ivoot/wa/…公