尼文斌, 董金刚, 刘书伟, 贺丽慧, 付增良

(中国航天空气动力技术研究院, 北京 100074)

自适应遗传PID算法在风洞风速控制中的应用

尼文斌, 董金刚*, 刘书伟, 贺丽慧, 付增良

(中国航天空气动力技术研究院, 北京 100074)

风速控制是风洞的核心控制部分，风速控制系统的优劣直接影响风洞性能指标，为了完成FDxx风洞的风速控制系统，设计了一种基于自适应在线遗传算法的PID参数整定方法，在风洞气源资源有限的情况下，快速建立流场，确保流场稳定时间。首先对控制参数进行联合编码，在种群个体进化前期采用锦标赛精英保留策略，后期采用基于轮盘赌非线性选择方法，加快算法收敛速度，同时避免了算法过早陷入局部最优，交叉选用单点交叉，变异采用均匀取反法，动态调整过程为了减小甚至避免超调，采用误差绝对值及误差和误差变化率加权方式设计目标函数，并采取了惩罚措施，即一旦产生超调，将超调量作为最优指标的一项，现场测试验证了算法的可靠性及实用性。

风洞；风速控制；参数调整；PID算法；遗传算法

0 引 言

风洞风速控制系统是风洞控制系统的核心部分，风速控制系统的优劣直接影响风洞性能指标，决定风洞实验能力。风速控制系统要求运行安全稳定，抗干扰能力强，人机接口操作简单方便，功能强大且易于维护升级。

风洞风速控制系统具有滞后性、非线性和参数时变等特点，并且随着模型位姿、气源压力和气压密度等参数的变化，风洞自身参数都会发生改变，所以很难建立精确的数学模型。……