粗糙集與蟻群算法在智能模糊PID控制器及數(shù)據(jù)約簡中的應(yīng)用.pdf

1、PID控制器在工業(yè)領(lǐng)域中作為最通用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，魯棒性強(qiáng)，穩(wěn)態(tài)無靜差且易于操作等。因此，PID控制器在工業(yè)中的應(yīng)用才持續(xù)了如此之長的時(shí)間。但是它對復(fù)雜被控對象應(yīng)用的局限性，是制約其發(fā)展的重要因素之一。隨著智能控制的發(fā)展、模糊控制理論的成熟和模糊控制技術(shù)的產(chǎn)生，為PID控制的發(fā)展帶來了新的生機(jī)。將模糊控制和PID控制融合到一起，可以互補(bǔ)他們彼此的不足：一方面模

2、糊控制可以彌補(bǔ)PID控制對大滯后、非線性等復(fù)雜對象控制的不足；另一方面PID控制與模糊控制的結(jié)合，也在很大程度上使得模糊控制的控制品質(zhì)粗糙、穩(wěn)態(tài)精度不高等缺陷得到改善。
　　 粗糙集具有依靠經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)并從海量數(shù)據(jù)中獲取知識的能力，本文將粗糙集理論應(yīng)用于模糊控制器，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，直接從數(shù)據(jù)中提取模糊規(guī)則，解決了以前一定要靠經(jīng)驗(yàn)拼湊模糊規(guī)則的困難。
　　 PID控制器各個(gè)參數(shù)的確定是決定其是否能達(dá)到滿意的控制效果的關(guān)鍵。

3、本文應(yīng)用了一種新型優(yōu)化方法一蟻群算法，對PID控制器的參數(shù)進(jìn)行整定。蟻群算法是一種基于種群的模擬進(jìn)化算法。通過本文的算法仿真可以得到，基于蟻群算法的PID參數(shù)整定的算法收斂速度快，計(jì)算精度高，操作方便。
　　 最后本文提出了一種基于粗糙集的模糊控制器和基于蟻群算法的PID控制器的復(fù)合式智能模糊PID控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這種控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的復(fù)合模糊PID控制器研究的基礎(chǔ)上，將上文所述的兩種優(yōu)化方法融入其中，實(shí)現(xiàn)了模糊PID控制系統(tǒng)的

4、智能化。并且針對這種控制器在切換過程中的弊端，使用了一種基于模糊規(guī)則的切換算法對其進(jìn)行改進(jìn)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了這種方法在改善控制器性能方面的優(yōu)越性。最后，對一些復(fù)雜對象進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明這一智能控制系統(tǒng)控制性能良好，是一個(gè)能達(dá)到滿意控制效果的設(shè)計(jì)。
　　 本文還對粗糙集理論進(jìn)行了一些深入的研究，將它應(yīng)用于處理聚酯工業(yè)生產(chǎn)采集而來的數(shù)據(jù)，其約簡的結(jié)果符合現(xiàn)場工藝情況，說明粗糙集應(yīng)用于建模和分析決定產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)上是可行的，從而