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《基于Matlab的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设计.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20卷第2期计算技术与自动化Vol.20No.22001年6月COMPUTINGTECHNOLOGYANDAUTOMATIONJun2001文章编号:1003—6199(2001)02—0010—05基于Matlab的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设计12周凯汀,郑力新(1.华侨大学信息科学与工程学院,泉州362011;2.天津大学精仪学院,天津300072)摘要:本文提出了一种新的双闭直流调速系统设计方法,它首先在Matlab与Simulink环境下,正确地建立了双闭环系统的仿真框图,再以典型的性能指标为目标函数、以设计参数的取值范围等为约束条
2、件建立了优化数学模型,最后采用新型遗传算法求得了调节器参数的优化解,有效地提高了系统性能指标。关键词:双闭环系统;仿真;遗传算法;优化设计中图分类号:TP273文献标识码:ASimulationandParametricEvolutionaryComputationofDoubleLoopDCMotorControlSystemBasedonMatlab11,2ZhouKaitingZhengLixin(1.CollegeofPrecisionInstruments,TianjinUnv.,Tianjin3000722.CollgeofInforma
3、tionScienceandEngineering,HuaqiaoUnv.,Quanzhou362011)Abstract:ThispaperputforwardanewmethodofdesigningDoubleLoopDCMotorControlSystem(DLM).Firstly,undertheenvironmentofMatlabandSimulink,wecorrectlysetupthesimulationdiagramoftheDLM.Then,weestablishtheoptimizationmodelwithtypicalp
4、erformancecriteriaasobjectfunctionandtheparameternumericalrangesastheconstraints.Finally,ainnovativegeneticalgorithmispresentedtosolvetheoptimizationrangesastheconstraints.Finally,ainnovativegeneticalgorithmispresentedtosolvetheoptimizationproblem.Theyieldedsolutionsgreatlyimpr
5、ovetheperformanceofthesystem.Keywords:DoubleLoopControlSystem,Simulation,GeneticAlgorithms,Optimizationdesign1引言[1]双闭环调速系统(DLM)是直流调速系统应用最广泛的一种,传统的设计方法为工程设计法(EDM),它对DLM模型做了理想化和近似的处理,因而,EDM仅为一种近似的设计,参数并未优化。由于控制系统性能指标与参数的关系往往是非线形多峰函数,函数复杂甚至未可知,因此优化参数往往不易用一般的数学分析方法来获得。近年来,模拟生物进化过程的
6、遗传算法(GA)做为求解优化问题的有效手段而开始被引入[3,4]控制系统的设计中。GA采用非数值计算方法和随机进化策略,无需梯度信息,能有效攻克[5,6]十分困难的优化问题,其处理问题更具有灵活性、适应性、鲁棒性、全局性。本文将GA引入DLM参数设计中,也取得了较好的效果。收稿日期:2000—08—13作者简介:周凯汀(1972—),女,讲师,从事测量仪器及CAD设计;郑力新(1968—),男,副教授,在职博士,从事控制系统分析设计及智能仪器研究。第20卷第2期周凯汀等:基于Matlab的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设计112双闭环系统的Simu
7、link仿真[2]一个典型双闭环系统理论控制框图如图1所示。其中Kn,Tn,Ki,Ti为调节器的参数,Id为主回路的电流,IdL为负载电流,n(s)为转速。图1典型双闭环系统控制论框图2.1调节器的Simulink仿真DLM在启动过程,ASR存在着饱和非线性现象,若用Simulink来描述上述饱和非线性现象,常见的用理想PI调节器加限幅的方法则与实际的PI调节器特性有出入,宜采用图2所示框图,这样输入输出特性在使用范围内完全等效于实际ASR(PI)。其中Switch和Switchl的比较值分别设定为ASR饱和值和零。图2与实际ASR特性等效的PI调节
8、器Simulink框图2.2有载电机imulink仿真图1系统启动时,如果Id≤IdL,电机静止,当Id>I
