基于改進PSO的分數(shù)階PID控制器設計與應用.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，設計高性能的控制器非常符合當今社會發(fā)展的需要。將傳統(tǒng)的整數(shù)階 PID控制器引入到分數(shù)階領域出現(xiàn)的分數(shù)階 PIλDμ控制器，能夠更加靈活的控制被控對象，具有一定的優(yōu)越性，分數(shù)階PIλDμ控制器正成為一個熱門的研究內容。本文主要研究基于改進PSO的分數(shù)階PIλDμ控制器的設計與應用，大致分為以下四部分：
　　第一部分介紹了粒子群優(yōu)化算法及其發(fā)展，并在標準粒子群優(yōu)化算法的基礎上對其進行了改進，給出了RODPSO算法，其思

2、想是在原有速度更新方程中增加了兩個隨機延遲發(fā)生項，提高了全局搜索能力，不易陷入局部最優(yōu)點。
　　第二部分首先介紹了分數(shù)階微積分和分數(shù)階控制器的概念，然后重點研究了分數(shù)階控制器的數(shù)字實現(xiàn)，包括直接近似離散化方法和間接近似離散化方法，通過仿真實驗給出了相應的Bode圖，直觀地比較了各種近似離散化方法的近似效果。給出了一種變參數(shù)生成函數(shù)和近似性能評價指標，仿真說明了變參數(shù)生成函數(shù)中δ的取值直接影響著不同階次的分數(shù)階微積分算子的近似離散化

3、效果。
　　第三部分介紹了兩種常用的經(jīng)典分數(shù)階PIλDμ控制器參數(shù)整定方法：主導極點法以及相位裕量和幅值裕量法。將本文改進粒子群優(yōu)化算法應用于分數(shù)階PIλDμ控制器參數(shù)優(yōu)化中，以典型的二階、三階、高階整數(shù)階被控對象和分數(shù)階被控對象為例，利用Matlab/Simulink仿真平臺對這幾個典型的系統(tǒng)模型進行仿真分析，并與其他參考文獻中的方法進行對比，驗證了采用本文方法設計分數(shù)階 PIλDμ控制器的有效性，同時證實了與傳統(tǒng)整數(shù)階 PID