基于a粒子群算法的控制系统pid参数优化设计

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1、大连海洋大学毕业设计（论文）第I页基于粒子群算法的控制系统PID参数优化设计摘要本文主要研究基于粒子群算法控制系统PID参数优化设计方法以及对PID控制的改进。PID参数的寻优方法有很多种，各种方法的都有各自的特点，应按实际的系统特点选择适当的方法。本文采用粒子群算法进行参数优化，主要做了如下工作：其一，选择控制系统的目标函数，本控制系统选用时间乘以误差的绝对值，通过对控制系统的逐步仿真，对结果进行分析。由于选取的这个目标函数的解析式不能直接写出，故采用逐步仿真来实现；其二，本文先采用工程上的整定方法（临

2、界比例度法）粗略的确定其初始的三个参数K，K，K，再利用粒子群算法进行寻优，得到更好的PIDpid参数；其三，采用SIMULINK的仿真工具对PID参数优化系统进行仿真，得出系统的响应曲线。从中发现它的性能指标，都比原来有了很大的改进。因此，采用粒子群算法的优越性是显而易见的。关键词目标函数；PID参数；粒子群算法；优化设计；SIMULINK大连海洋大学毕业设计（论文）第II页OptimaldesignofPIDparameterofthecontrolsystembasedonParticleSwarm

3、OptimizationAbstractThemainpurposeofthispaperistostudytheoptimaldesignofPIDparameterofthecontrolsystembasedonParticleSwarmOptimizationandfindawaytoimprovethePIDcontrol.TherearealotofmethodsofoptimizationfortheparametersofPID,andeachofthemhasitsowncharacte

4、ristics.Thepropermethodsneedtobeselectedaccordingtotheactualcharacteristicsofthesystem.InthispaperweadopttheParticleSwarmOptimizationtotunetheparameters.Tofinishit,thefollowingtasksshouldbedone.First,selectthetargetfunctionofthecontrolsystem.Thetargetfunc

5、tionofthecontrolsystemshouldbechosenastheabsolutevalueoftheerrormultipliedbytime.Thenwesimulatethecontrolsystemgradually,andanalyzetheresultsoftheprocess.Becausethesolutionofthetargetfunctioncannotbeworkedoutdirectly,thisdesignadoptssimulationgradually.Se

6、cond,thispaperadoptstheengineeringmethod(thecriticalratiomethod)todetermineitsinitialparametersK,K,K,thenusestheParticleSwarmOptimizationtogetaseriespidbetterPIDparameters.Third,thispaperusesthetoolofSIMULINKtooptimizetheparametersofPIDandgetstheresponsec

7、urveofthesystem.Bycontrastwiththetworesponsecurves,itisclearlythattheperformancehasimprovedalotthantheformerone.Therefore,itisobviouslytofindtheadvantagesinusingtheParticleSwarmOptimization.Keyword:targetfunction;PIDparameters;ParticleSwarmOptimization;op

8、timaldesign;SIMULINK大连海洋大学毕业设计（论文）第III页目录摘要....................................................................................................错误！未定义书签。Abstract.......................................................