基于改進人工魚群算法的PID控制器的研究.pdf

1、PID控制以其結(jié)構(gòu)簡單易操作，控制效果好等特點，已成為工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的控制方法，對Kp，Kd，Ki三個參數(shù)進行優(yōu)化可以使其控制性能達到令人滿意的效果?？刂葡到y(tǒng)多種多樣，除了對線性和不變的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的PID控制器對其它不同系統(tǒng)的控制效果難以令人滿意。因此，PID控制器參數(shù)的智能優(yōu)化方法成為人們研究的熱點。
　　水中的魚可以尋找到食物往往是通過自身或者追逐其他伙伴而尋覓到的，因此魚群通常都會聚集在水中食物最豐富的地方。該算法通過

2、構(gòu)造出的人工魚模型的覓食、隨機、聚群和追尾等一系列行為來實現(xiàn)尋優(yōu)。此算法操作簡單，易實現(xiàn)，且具有較強地取得全局極值的能力。針對基本人工魚群算法易陷入局部極值，難以保證得到全局最優(yōu)解的問題，在基本人工魚群算法的基礎(chǔ)上，引入了攻擊行為，提出了一種改進人工魚群算法。
　　本文分別采用人工魚群算法和改進人工魚群算法對PID控制器參數(shù)進行優(yōu)化，從理論上介紹了兩種算法的尋優(yōu)原理，并在MATLAB軟件平臺下結(jié)合傳統(tǒng)PID控制進行參數(shù)優(yōu)化。通過仿

3、真實驗證明，具有攻擊行為的人工魚群算法有助于引導人工魚跳出局部最優(yōu)解域，在全局范圍內(nèi)搜索最優(yōu)解，提高了PID控制器參數(shù)優(yōu)化的效率。
　　本文以FPGA來實現(xiàn)改進人工魚群算法的PID控制器的參數(shù)優(yōu)化。首先對改進人工魚群算法的PID控制器進行模塊劃分，主要由RAM模塊，隨機數(shù)模塊，F(xiàn)oodconsistence模塊，SOPC模塊，追尾模塊，覓食模塊和攻擊模塊等構(gòu)成。針對設(shè)計時小數(shù)和函數(shù)的數(shù)量比較大等因素，對數(shù)據(jù)進行處理，把整型轉(zhuǎn)化為浮