遗传算法在主蒸汽温度控制系统中的应用论文

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1、遗传算法在主蒸汽温度控制系统中的应用毕业论文目　录前　言1第1章主汽温调节系统的控制方案11.1传统主汽温调节系统11.1.1主汽温串级调节系统11.1.2采用导前汽温微分信号的双回路汽温调节系统21.2先进的主汽温控制策略3第2章遗传算法的基础知识52.1遗传算法的概念52.1.1遗传算法的生物学原理52.1.2遗传算法的发展52.1.3遗传算法的特点62.1.4遗传算法的工作原理72.1.5遗传算法的基本操作82.2遗传算法的数学基础92.2.1模式的阶和模式的定义距92.2.2模式定理92.2.3积木块假设102.3基本遗传算法(SGA)的组成102.3.1编码112.3.2适

2、应度函数122.3.3遗传算子12222.3.4遗传算法的运行参数142.3.5遗传算法的收敛性142.4用步骤遗传算法的应152.5基本遗传算法的不足15第3章改进的遗传算法优化PID控制器173.1PID控制器的结构173.2改进遗传算法173.2.1参数编码173.2.2初始群体的产生183.2.3确定交叉概率和变异概率193.2.4遗传算子的改进193.3仿真结果分析20结　论23谢辞24参考文献25附　录27外文资料翻译3622前　言近二十年来，火电厂锅炉机组越来越向大容量、高参数、高效率的方向发展，对机组热工自动控制系统控制品质的要求也随之提高。主蒸汽温度是一个很重要的控

3、制参数，它控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。目前，在火电厂中，各种类型的PID控制器因其结构简单、参数的物理意义明确、易于调整并且具有一定的鲁棒性，在理论上有成熟的稳定性设计和参数整定方法，同时在工程应用中积累了丰富的经验。而在热工系统中单纯形法，专家整定法应用较广。虽然这些方法都具有良好的寻优特性，但是却存在一些弊端，单纯形法对初值比较敏感，容易陷入局部最优化解，造成寻优失败。专家整定法则需要太多的经验，不同的目标函数对应不同的经验，而整理知识库则是一项长时间的工程。因此我们选取了遗传算法来进行参数寻优，该方法是一种不

4、需要任何初始信息并可以寻求全局最优解的、高效的优化组合方法。遗传算法(Geneticalgorithms简称GA)进行路径规划，所谓遗传算法就是以自然遗传机制和自然选择等生物进化理论为基础，构造的一类全局优化概率搜索算法。利用选择、交叉和变异编制控制机构的计算程序，在某种程度上对生物进化过程作数学方式的模拟，它包含了自然选择和进化的思想,具有很强鲁棒性，它是一种多点搜索算法，也是目前机器人路径规划研究中应用较多的一种方法。遗传算法被提出之后立即受到了各国学者的广泛关注，有关遗传算法的研究成果不断涌现。遗传算法被提出之后立即受到了各国学者的广泛关注，有关遗传算法的研究成果不断涌现。19

5、68年Holland提出了著名的模式(schema)定理奠定了遗传算法的理论基础；1975年DeJong首先尝试将遗传算法用于函数优化，提出了5个测试函数用以测试遗传算法的优化性能；1981年Bethke应用Walsh函数分析模式；1983年Wetzel用遗传算法解决了NP难题，即旅行商问题(TSP)；1985年Schaffer利用多种群遗传算法研究解决了多目标优化问题；1987年Goldberg22等人提出了借助共享函数的小生境遗传算法。1989年，Goldberg出版专著《GeneticAlgorithminSearch,Optimization,andMachinelearni

6、ng》对遗传算法的研究有非常大的影响。1992年，Michalewicz出版另一部具有极大影响力的著作《GeneticAlgorithm+DataStructure=volutionaryProgramming》。我国的遗传算法的研究，从20世纪90年代以来一直处于不断上升的时期，特别是近年来，遗传算法的应用在许多领域取得了令人瞩目的成果。国内二级以上学术刊物有关遗传算法的文章不断增加。国内很多专家、学者等在这方面作了大量研究，并取得了很多成果。国内以武汉大学软件工程国家重点实验室为领先，在他们的并行计算研究室内，进化计算（他们称之为“演化计算”）成为一个重要的研究方向，目前已经出版

7、了专著，并有许多硕士、博士研究生围绕进化计算选题。另外，中国科学技术大学的陈国良教授等出版了遗传算法的著作。西安交通大学以进化计算为主题的研究工作也逐渐活跃起来，同时国内相关书籍也越来越多，如武汉大学刘勇、康力山等与1995年出版的《非数值并行计算-遗传算法》；周明、孙树栋等于1996年出版的《遗传算法原理及应用》；2002年王小平、曹立明编写的《遗传算法-理论、应用与软件实现》等等。遗传算法作为一种全局优化算法，得到了越来越广的应用。近年来，遗传算法在控