基于计算机智能的分数阶pid控制器研究

《基于计算机智能的分数阶pid控制器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文TheResearchofFracfionalPIDControllerwithComputationalIntelligence学科、专业：电扭皇电鲞学号：2且酆012指导教师：壁贤重塾援大连理工大学DalianUniversityofTectmology大连理工大学学位论文独创性声明f[1llilllHlll[1iHUUHIllliillltillY2592333作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研

2、究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：墓孟过盔盔垒细叠垫塑堑里堇塾墨互塞作者签名：丕翌星日期：!!兰年—生月—竺日大连理工大学硕士学位论文摘要PID控制器是目前过程控制领域广泛使用的一种控制策略。但是随着工业生产规模扩大化与产品精细化，大约有10％．20％的复杂过程控制无法单纯地使用传统PID控制策略，因此需要寻找更先进的控制策略。分数阶PID控制器是近年来提出的～种先进控制策略，两个分数阶次的引

3、入使其比传统整数阶PID控制器具有更加灵活的调节范围及更为广阔的应用前景，但同时五维参数的整定也是制约其应用于实践的主要难点之一。为此，本文从分数阶微积分学入手，基于计算智能的相关技术，提出一种离线参数优化与在线参数整定相结合的策略，以获取分数阶PID控制器的五维参数。研究了分数阶微积分学的相关内容并结合整数阶PID控制理论，阐述了分数阶PID控制器的结构与数学实现。采用改进的Oustaloup法对微积分算子进行有理化，在Matlab／Simulink中构建出具有疋、墨、Kd、a、∥五维参数的分数阶PID控制器，作为系统的有理化控制模型。采

4、用离线参数优化方法获取五维参数的初始样本。为了能够高效地搜索控制器的最优参数，本文提出一种将个体进化与群体智能相结合的智能算法即萤火虫．遗传算法。通过仿真实验研究，证明了该算法比传统的遗传算法、混合粒子群算法具有更强大的参数搜索能力。为了将分数阶PID控制器应用于实际系统中，本文设计出一种可实现在线参数整定的BP神经网络分数阶PID控制器。为了提高在线参数调整的精度与速度，把采用萤火虫一遗传算法离线优化后的参数提供给神经网络作为初始学习样本。利用BP神经网络分数阶PID控制器具有参数在线自学习的特点，根据输入信号的变动实时地调整五维参数，从

5、而获得最优控制效果。仿真实验研究证明，BP神经网络分数阶PID控制器比整数阶PID控制器动态误差更小。以无刷直流电机系统作为实践应用平台，验证上述研究内容。构建出该系统的传递函数模型，采用萤火虫一遗传算法离线获取分数阶PID控制器的五维参数，作为BP神经网络分数阶PID控制器的初始学习样本，进面实现在线参数整定。将BP神经网络分数阶PID控制器与整数阶PID控制器进行对比实验研究，结果表明：与整数阶PID控制器相比，BP神经网络分数阶PID控制器从0rtmin启动到1500r／rain时缩短了76．9％的调整时间，突加O．5N．m的负载时缩

6、短了63．6％的调整时间并减小了55％的超调量。本文的研究内容为分数阶PID控制器的进一步应用提供了参考。关键词：分数阶PID控制器；BP神经网络；萤火虫算法；无刷直流电机；DSP28335基于计算智能的分数阶PID控制器研究TheResearchofFractionalPIDControllerwithComputationalIntelligenceAbstractPⅡ)controllerisawidelyusedcontrolstrategyinthefieldofprocesscontr01．Wi血theindustryprodu

7、ctionscaleexpandedandproductrefinementenhanced，aboutl0％一20％oftheprocesscontrolCall’tsimplyusethetraditionalPDcontrolstrategy．Soitisnecessarytolookformoreadvancedcontrolstrategies．ThefractionalorderPIDcontrolleriSoneoftheadvancedcontrolstrategyputforwardinrecentyears．Theint

8、roductionoftwofractional0rderSmakesthefractionalorderPIDcontrollerhasamoreflexibleandadju