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)過程控制中迄今為止最通用的控制器。隨著科學技術的進步和工業(yè)生產的發(fā)展，面對非線性、高維和不確定等復雜工業(yè)生產過程，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)的設計中，是行之有效的控制系統(tǒng)設計方法之一，也是當前研究的熱點。 菌群優(yōu)化(BFO)算法是近年來出現(xiàn)的一種新型仿生智能優(yōu)化算法。它具有算法簡單、收斂速度較快，所需先驗知識少的特點。本文進行了基于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)積分時滯對象是過程控制中常見的被控對象，其PID控制器參數(shù)整定仍然是目前的研究熱點之一。本章結合菌群優(yōu)化算法(BFO)的基本原理和控制系統(tǒng)優(yōu)化設計策略，提出了一種新的PID控制器參數(shù)的優(yōu)化整定方法。實例仿真結果表明，基于菌群優(yōu)化算法整定得到的PID控制器在響應速度、超調量、抗干擾和魯棒性等方面具有滿意的綜合性能。給出了一個用于積分時滯對象PID控制器參數(shù)整定的經驗公

3、式。 (2)二自由度PID控制器解決了傳統(tǒng)PID控制器不能同時兼顧設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)化算法應用于二自由度PID控制器的優(yōu)化設計，仿真試驗結果表明，所設計的二自由度PID控制器具有滿意的控制性能。 (3)針對菌群優(yōu)化(BFO)算法中趨化步長缺少對環(huán)境的自適應性，本章利用模糊邏輯來改善算法，提出了一種模糊菌群優(yōu)化算法。將所提出的優(yōu)化算法用于典型對象的PID控制器參數(shù)