基于菌群優(yōu)化的PID控制器整定研究.pdf

1、PID控制器是工業(yè)過(guò)程控制中迄今為止最通用的控制器。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，面對(duì)非線性、高維和不確定等復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，傳統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定方法，往往不能取得令人滿意的效果。為此，把智能優(yōu)化方法引入到PID控制器參數(shù)的設(shè)計(jì)中，是行之有效的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法之一，也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。 菌群優(yōu)化(BFO)算法是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型仿生智能優(yōu)化算法。它具有算法簡(jiǎn)單、收斂速度較快，所需先驗(yàn)知識(shí)少的特點(diǎn)。本文進(jìn)行了基于BF

2、O算法PID控制器參數(shù)優(yōu)化整定的研究，論文主要工作包括： (1)積分時(shí)滯對(duì)象是過(guò)程控制中常見(jiàn)的被控對(duì)象，其PID控制器參數(shù)整定仍然是目前的研究熱點(diǎn)之一。本章結(jié)合菌群優(yōu)化算法(BFO)的基本原理和控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，提出了一種新的PID控制器參數(shù)的優(yōu)化整定方法。實(shí)例仿真結(jié)果表明，基于菌群優(yōu)化算法整定得到的PID控制器在響應(yīng)速度、超調(diào)量、抗干擾和魯棒性等方面具有滿意的綜合性能。給出了一個(gè)用于積分時(shí)滯對(duì)象PID控制器參數(shù)整定的經(jīng)驗(yàn)公

3、式。 (2)二自由度PID控制器解決了傳統(tǒng)PID控制器不能同時(shí)兼顧設(shè)定值跟蹤特性和干擾抑制特性的矛盾，但增加了控制器參數(shù)整定的難度。本章將菌群優(yōu)化算法應(yīng)用于二自由度PID控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的二自由度PID控制器具有滿意的控制性能。 (3)針對(duì)菌群優(yōu)化(BFO)算法中趨化步長(zhǎng)缺少對(duì)環(huán)境的自適應(yīng)性，本章利用模糊邏輯來(lái)改善算法，提出了一種模糊菌群優(yōu)化算法。將所提出的優(yōu)化算法用于典型對(duì)象的PID控制器參數(shù)