毕业设计（论文）-基于遗传算法的pid控制器参数优化

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1、基于遗传算法的PID控制器参数优化摘要PID控制器现已在工程实际中得到了广泛的应用。控制器的参数优化与系统的稳态工况有很大的联系，是控制系统设计的核心内容。因此，在目前PID控制器参数优化的研究具有十分重大的工程实践意义。课题是以Delphi为开发平台，进行基于遗传算法的PID控制器参数优化软件的设计。本设计运用遗传算法通过对PID控制器参数的编码、适应度估计、选择、交叉和变异使其在全局范围内进行筛选达到优化参数的目的。课题中优化软件的各个控制界面是通过Delphi7.0中窗体的设计完成，而控制器参

2、数优化中所用到的的遗传算法则通过Delphi7.0内部编程来实现的。优化软件实现了对PID控制器参数的优化，并且在画图界面中绘制出了响应的输出曲线。本课题的设计完成了基于遗传算法的PID控制器参数寻优、函数图像输出、以及函数图像打印等功能。通过计算机仿真表明，以Delphi软件为开发平台设计的基于遗传算法的PID控制器参数优化软件具有较好的寻优效果。关键词：PID控制器，遗传算法，参数优化，软件设计-37-PARAMETERSOPTIMIZATIONBASEDONGENETICALGORITHMFO

3、RPIDCONTROLLERABSTRACTPIDcontrollerhasbeenwidelyusedintheengineeringpractice.Foroptimizationofthecontrollerparametersdeterminesthesystemsteady-stateconditions,itbecomesthecoreofcontrolsystemdesign.Greatpracticalsignificancecanbefoundinoptimizationofthe

4、PIDcontrollerparametersinpresent.ThepaperusedDelphiasthedevelopmentplatform,basedongeneticalgorithmtodesignthePIDcontrollerparametersoptimizationsoftware.Usethegeneticalgorithmtooptimizeparametersisthroughencoding,fitnessestimation,selection,crossovera

5、ndmutationintheglobalscopetobesearchedtoachievethegoalofoptimizingtheparameters.TheinterfaceoftheoptimizationsoftwareisdesignedwiththeformofDelphi7.0,andthecontrollerparameteroptimizationinthegeneticalgorithmusedtheDelphi7.0internalprogrammingtocarryou

6、t.Theoptimizationsoftwarealsohasachievedindrawinggraphinterface,theoutputresponsecurve.ThesoftwaredesigniscompletedthePIDcontrollerparametersoptimizationwithgeneticalgorithm,graphoutput,aswellastheimageprinting.Throughcomputersimulation,itisshowedthatu

7、setheDelphisoftwareasdevelopmentplatformofgeneticalgorithm-basedPIDcontrollerparametersoptimizationsoftwarecanachievebetterresults.Keywords:PIDController,GeneticAlgorithm,ParameterOptimization,SoftwareDesign-37-目录1绪论11.1本课题的研究背景和意义11.2工业控制器参数优化方法概述21.3

8、基于遗传算法的PID参数优化31.4Delphi开发平台42遗传算法的基本知识62.1遗传算法的基本知识62.1.1遗传算法的特点62.1.2遗传算法的应用62.1.3遗传算法的适应性82.2遗传算法的操作112.2.1遗传算法的工作流程112.2.2遗传算法的基本步骤123基于遗传算法的PID控制器参数优化133.1PID控制器参数优化133.1.1PID控制的原理和特点133.1.2PID控制器的参数整定153.2遗传算法优化PID参数183.2.1确定编码方法1