基于自適應(yīng)遺傳算法的球桿系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，控制科學(xué)領(lǐng)域也不斷面臨復(fù)雜度更高的控制難題，為此很多先進(jìn)的控制理論和方法在實(shí)際工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展，其中遺傳算法就已經(jīng)成為當(dāng)今在工程科學(xué)和社會科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要是利用球桿系統(tǒng)分別對傳統(tǒng)控制算法和基本遺傳算法以及自適應(yīng)遺傳算法的控制效果進(jìn)行驗(yàn)證，最終通過仿真和實(shí)驗(yàn)予以實(shí)現(xiàn)。
　　首先，詳細(xì)闡述了在課題設(shè)計(jì)過程中所需要的一些重要的理論和設(shè)計(jì)方法，為接下來進(jìn)行球桿系統(tǒng)控制器的具體設(shè)計(jì)與仿真

2、驗(yàn)證工作做好充分的理論準(zhǔn)備。其中重點(diǎn)交代了遺傳算法的定義、基本原理、數(shù)學(xué)理論以及基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)等內(nèi)容，并在基本遺傳算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了對系統(tǒng)優(yōu)化性能更佳的自適應(yīng)遺傳算法，并加以詳述。
　　其次，在本次設(shè)計(jì)過程中，首先在對球桿系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，我們經(jīng)過簡化建立其近似的數(shù)學(xué)模型，包括機(jī)械部分、角度轉(zhuǎn)換部分和直流電機(jī)部分，然后得到球桿系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型，并對系統(tǒng)進(jìn)行可控性分析。
　　第三，進(jìn)行自適應(yīng)遺傳PID

3、控制器的詳細(xì)設(shè)計(jì)。就是在已建立的球桿系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，綜合利用PID控制和自適應(yīng)遺傳算法的相關(guān)理論和方法，先后實(shí)現(xiàn)對常規(guī)PID控制器、基本遺傳PID控制器和自適應(yīng)遺傳PID控制器的設(shè)計(jì)和MATLAB程序仿真實(shí)現(xiàn)，然后通過對仿真和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析對比后，驗(yàn)證了自適應(yīng)遺傳算法應(yīng)用于球桿控制系統(tǒng)的PID參數(shù)尋優(yōu)具有更好的控制效果。
　　最后，對于球桿系統(tǒng)參數(shù)整定優(yōu)化的問題，采用LQR控制做了一定的探討和研究工作，在對系統(tǒng)進(jìn)行基本LQ