基于免疫粒子群算法的PID参数优化研究
2022-07-21吕红芳嵇月强王秋婷
中国工程机械学报 2022年3期
关键词:优化
吕红芳,王 涛,嵇月强,高 慧,徐 斌,王秋婷
(1.上海电机学院电气学院,上海 201306;2.杭州优稳自动化系统有限公司技术中心,浙江杭州 311100)
随着工业自动化的发展,在控制领域对于PID控制器的研究也不断深入。PID 控制器结构简单、安全可靠,而且相比于其他工控算法的鲁棒性好[1],算法易于实现,因而在工业控制行业备受推崇。输出与输入的偏差和比例、积分、微分环节系数对控制性能的优劣起直接作用。
由于控制对象的复杂化,使得传统的PID 控制不再满足控制需求。使用优化算法对PID 控制器参数进行优化是如今研究的热点,由艾伯哈特博士和甘乃迪博士[2]提出的粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)具有代码易实现、迭代过程简单、收敛迅速、参数设置较少等优势[3]。虽然PSO 算法优化性能较好,但也存在早熟收敛、容易陷入局部极值、迭代后期收敛速度慢等问题。针对以上问题,国内外学者进行了积极的探索。邓雪等[4]提出通过非线性惯性权重刻画搜索速度,对个体最优适应值较差部分粒子进行初始化处理,以降低陷入局部最优可能性;张枭等[5]提出一种精英反向粒子群算法(elite opposite particle swarm optimization,EOPSO),在算法进化过程中,对当前种群中的优秀个体,根据概率进行精英反向学习,生成精英反向种群,并将精英反向种群与当前种群进行竞争,当算法陷入停滞时,对最优个体进行柯西变异。华勇等[6]提出了一种基于自然选择和惯性权值非线性递减的改进粒子群算法,引入二阶振荡策略使种群进化过程保持多样性,并将遗传算法中选择机理与粒子群算法结合提高其性能。……
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