陈超波,胡　莉 ,马　颖，高　嵩,杨雪辉

(1.西安工业大学 电子信息工程学院,西安 710021；2.山东航天电子技术研究所,烟台 264670)



一种改进式遗传算法优化分数阶PID控制器*

陈超波1,胡莉1,马颖1，高嵩1,杨雪辉2

(1.西安工业大学 电子信息工程学院,西安 710021；2.山东航天电子技术研究所,烟台 264670)

摘要：为提高伺服控制系统的精度及响应速度.基于改进Oustaloup近似,采用改进式遗传算法对控制参数进行整定,提出了一种基于改进式遗传算法优化的分数阶PID控制器.在控制器的参数编码、适应度函数设计和进化机制选择上,引入竞争因子和优劣空间,选用自适应调节交叉概率和变异概率的方式,加快了优良子群的遗传进化,消除了传统遗传算法早熟和收敛性差等缺陷.将优化的整定结果应用到伺服系统模型中.通过时域性能仿真分析,结果表明：提出的改进式遗传算法分数阶控制器与传统PID控制器相比,具有更低的超调、更快的响应速度和更小的稳态误差,控制系统的动、静态性能显著优化,系统鲁棒性增强.

关键词：分数阶PID；改进式遗传算法；伺服系统；变异概率

自从1999年I.Podlubny对分数阶比例-积分-微分(Proportion-Integral-Derivative,PID)控制器[1]系统性能进行深入分析,其理论已日趋成熟.控制系统的性能分析一般是考虑系统的瞬态及稳态响应性能,结合其实际系统的控制效果,分析控制器的鲁棒性和稳定性等因素,随着在传统PID控制器的研究的深入,结合分数阶微积分理论,发现分数阶PID控制器比整数阶控制器具有更……