基于遗传算法的模糊优化控制.pdf

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1、控制理论与应用自动化技术与应用2016年第35卷第3期ControlTheo~andApplications基于遗传算法的模糊优化控制王琼，马旭洁，邵克勇，来斌(1．东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆163318；2．中国石油天然气管道局天津设计院，天津塘沽300457)摘要：针对传统遗传算法有搜索速度慢、容易陷入局部最优的缺点，采用双种群遗传算法，并改进遗传算子，采用分组式的选择算子、不同种群采用不同的交叉算子和变异算子，将改进的算法应用到模糊控制规则的优化上，通过Matlab仿真结果显示，改进的双种群粒子群遗传算法与普通双种群遗传算相比较，能在比较少

2、的进化代数上收敛，优化后的模糊控制器控制效果更好。关键词：遗传算法，双种群；模糊控制；收敛性中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：l003—724l(2016)03—0001-04OptimizationofFuzzyControllerBasedOnGeneticAlgorithmsWANGQiong，MAXu-jie，SHAOKe-yong，LAIBin(1．CollegeofElectricalInformationEngineeringNortheastPetroleumUniversity,Daqing163318China；2．ChinaPe

3、troleumPipelineBureauTianjinDesignInstitute，Tanggu300457China)Abstract：Aimingatthedefectoflowersolutionaccuracyandtendingtofallintolocaloptimalsolutionofthestandardgeneticalgorithm，adualpopulationgeneticalgorithmandimproveoperatorsbyusingthepacketmodeselectionoperatorisused．Diferent

4、crossoveroperatorsandmutationoperatorsareusedondiferentpopulations．Theimprovedalgorithmisappliedtotheoptimizationoffuzzycontrolrules．Matlabsimulationresultshowsthattheimprovedmethodhasstrongerevolutionarycapacitycomparedwiththetraditionaldualpopulationgeneticalgorithm，theefectofthec

5、ontrolforFCoptimizedisbener．Keywords：geneticalgorithm；dualpopulation；fuzzycontrol；astringency1引言遗传算法在进化计算过程中，个体的多样性下降过快，模糊逻辑控制器对于数学模型不确定的复杂系统是严重影响遗传算法通过交叉和变异跳出局部最优的能一种很有效的工具，但是仅仅根据专家经验很难得到满力，也就降低了遗传算法进化到全局最优的速度。意的控制效果，因此目前应用较多的是利用遗传算法来为了提高遗传算法的性能，许多专家和学者对遗传优化模糊控制器。遗传算法(GA)是基于进化过程中的算

6、法进行了改进。文献[3】根据蜜蜂繁殖进化过程提出遗传机制和自然选择的全局优化概率搜索算法，特别适了蜜蜂进化型遗传算法，提高了种群多样性和算法全合应用于处理复杂的和非线性问题，遗传算法优化模糊局收敛性；文献[4】将“战争”模式引入种群的进化中，控制器也取得了比较有效的控制效果。但是实际应用过提出了一种淘汰机制来保持种群的多样性；文献[5】采程中，遗传算法往往出现早熟收敛或收敛缓慢等缺点【2】。用复数编码方案和分组交叉方式来拓展个体基因包含的信息量，增强了群体中个体的多样性。本文采用双收稿日期：2015-03-17自动化技术与应用》2016年第35卷第3期控制理论

7、与应用ControlTheoryandApplications种群遗传算法，在文献[6】的基础上进行改进，采用十等个数的分为m组，以组为单位进行轮盘赌选择，此时进制编码，改进选择算子、交叉算子和变异算子，优的f(x)为该组的适应度值的平均值；e．选中一个组后，化模糊器的控制规则，在算法后期种群多样性减小时，由该组选出一个个体，此时分两种情况考虑，若该组排使两个种群中部分个体进行交换，以跳出局部最优，名在m／2之前，则在该组中随机选择一个个体遗传到实现全局最优。下一代，若改组排名在m／2之后，则在该组中选择最优个体遗传到下一代种群中。2双种群遗传算法优化模糊控制

8、器(3)改进交叉算子在双种群遗传算法中