基于智能优化的模糊PID控制算法研究

《基于智能优化的模糊PID控制算法研究》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、华北电力大学（北京）硕士学位论文基于智能优化的模糊PID控制算法研究姓名：于亲波申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：金慰刚20040101华北电力大学〔北京)硕士学位论文摘要摘要本文主要研究基于T-S模糊模型构成推理形式的模糊PID控制器，针对以往的模糊PID控制没有统一的参数整定的准则及大量的待整定参数，本文采用具有动态交叉、变异概率的自适应遗传算法(AGA)优化控制器的待定参数，改善了系统的控制性能。首先，基于四条模糊规则的改进混合型PID-FLC，采用多个性能指标加权的AGA分别对其量化、比例因子，模糊

2、后件参数和二者同时进行寻优，大量实例表明三项寻优可明显的改善系统的动静态性能;其次，基于T-S模糊模型和常规PID控制器参数调整经验，将PID参数整定方法融入到模糊规则中，亦用AGA优化参数，应用在电厂600MW机组的主汽温串级控制系统的四个典型工况点仿真，表明具有很好的控制品质和抗千扰能力。关键词:模糊PID控制器，T-S模糊模型，自适应遗传算法，多目标优化，主汽温ABSTRACTInthispaper,fuzzyPIDcontrollerbasedonT-Smodelhasbeenstudied.Duetolacksof

3、criterionofoptimizationandexcessivetuningparameters,theadaptivegeneticalgorithmwithvariablecrossandmutationprobabilityisusedtooptimizetheparametersandtheperformanceofcontrolsystemsisimproved.Firstly,basedonmodifiedPID-FLCwithfourfuzzyrules,scalingfactorandthefuzzyc

4、onsequentparametersareoptimizedbyAGAwithmultipleperformanceindexesrespectively.Manyexamplesshedynamicandstaticperformancecanbeimprovedapparentlybyoptimization.Secondly,basedonT-SmodelandparameterstuningmethodofPIDcontroller,fuzzyrulesareestablishedandtheAGAisusedto

5、tuneandoptimizetheparameters.Theresultsofsimulationforthemainsteamtemperatureofasupercriticalonce-through600MWboilersteamgeneratorshowgoodcontrolpropertiesandperformanceSofdisturbanceattenuation.YuQinbo(controltheoryandengineering)Directedbyprof.JinWeigangKeywords:

6、fuzzyPIDcontroller,T-Sfuzzymodel,adaptivegeneticalgorithm,multiobjectiveoptimization,mainsteamtemperature华北电力大学(北京)硕士学位论文第一章绪论1.1研究背景及意义随着工业生产过程的日趋复杂化，系统不可避免地存在非线性、滞后和时变现象。其中有的参数未知或缓慢变化;有的带有延时和随机干扰;有的无法获得较精确的数学模型或模型非常粗糙。传统的PID(比例proportional，积分integral，微分derivative

7、)控制器虽然以其结构简单、工作稳定、适应性好、精度高等优点成为过程控制中应用最为广泛最基本的一种控制器(据日本统计，当前工业上使用的控制中，PID控制约占91.3%，而现代控制理论的控制方式只有1.5%)，而且PID调节规律特别是对于线性定常系统的控制是非常有效的，一般都能够得到比较满意的控制效果，其调节品质取决于PID控制器各个参数的确定。然而，针对上述的复杂系统，如果使用常规的PID控制器，其PID参数不是整定困难就是根本无法整定，因此不能得到满意的控制效果。为此，近年来各种改进的PID控制器如自校正、自适应PID[1]

8、-[3]及智能控制器[4]迅速发展起来。随着微型计算机的飞速发展，模糊(FUZZY)控制以它全新的控制方式在控制界受到了极大的重视并有了迅速的发展。1974年，英国科学家E.H.Mamdani首次将模糊技术应用于汽轮机的控制，开辟了模糊控制理论应用的新领域。随着技术的发展，模糊控制理论和模