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本科毕业设计(论文)
遗传算法的PID控制器的设计
姜山
燕山大学
2011年 6月
本科毕业设计(论文)
遗传算法的PID控制器的设计
学院(系):里仁学院
专业:测控技术与仪器
学生姓名:姜山
学号:071203021060
指导教师:刘莉
答辩日期:2011年6月19日
燕山大学毕业设计(论文)任务书
学院:电气工程学院系级教学单位:自动化仪表系
学
号
071203021060
学生
姓名
姜山
专业
班级
仪表07-2
题
目
题目名称
遗传算法的PID控制器的设计
题目性质
:工程设计( √);工程技术实验研究型( );
理论研究型( );计算机软件型( );综合型( )。
( );( );( )。
题目类型
( √) ( )
题目来源
科研课题( ) 生产实际( )自选题目( √)
主
要
内
容
遗传算法是一种有效的搜索算法,用于复杂问题的优化可以达到良好的控制效果。
内容:1、学****遗传算法的基本原理,
2、设计完整的优化控制方案,
3、算法研究,
4、应用研究,5、仿真研究。
基
本
要
求
1、阅读国内外有关资料;毕业设计期间遵守纪律;
2、独立进行毕业设计工作,培养科研工作能力;
3、完整给出设计说明书一份(不少于2万字),A1图纸一张;英文资料翻译不少于3千字;说明书要求条理清晰,文字通顺,符合毕业设计撰写规范的要求;论文及图纸中的文字符号符合国家现行标准。
4、完成算法研究和应用研究
参
考
资
料
⒈: 人民邮电出版社,1999
⒉--;科学出版社,1995
⒊:***出版社,2002
⒋李国勇. 智能控制及其MATLAB实现. 电子工业出版社. 2005年。
周次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周
应
完
成
的
内
容
调研
收集资料
掌握遗传算法的基本理论
确定总体方案
模型确立
方案分析
算法研究
软件设计及调试
设计总结
撰写论文
准备答辩
指导教师:刘莉
职称:副教授 2010 年 12 月25 日
系级教学单位审批:
年月日
摘要
本文提出了一种新的PID参数设计方法,它以误差积分型性能指标为目标函数,以设计参数的取值范围为约束条件建立了优化数学模型。之后,在Matlab环境下,将遗传算法同Simulink:仿真技术有机融合来求解该优化模型,数值实验表明:本方法简单直观,通用性强,所设计的PID性能优异,十分适合于工程应用。
PID调节器是最早发展起来的控制策略之一,遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传学机理上的迭代自适应概率性搜索算法。本文提出了一种基于遗传算法的PID控制器参数优化设计。遗传算法模仿生物进化的步骤,在优化过程中引入了选择,交叉,变异等算子,选择是从父代种群中将适应度较高的个体选择出来,以优化种群;交叉是从种群中随机地抽取一对个体,并随机地选择多位进行交叉,生成新样本,达到增大搜索空间的目的;变异是为了防止选择和交叉丢失重要的遗传信息,它对个体按位进行操作,以提高GA的搜索效率和全局搜索能力。通过适应度函数来确定寻优方向,与其他一些常规整定方法相比,遗传算法比较简便,整定精度较高。本文用遗传算法对柴油机调速系统的PID参数进行了优化,对该系统进行了仿真,实验结果表明该种算法的有效性,也表明遗传算法是一种简单高效的寻优算法,与传统的寻优方法相比明显地改善了控制系统的动态性能。
关键词: 遗传算法;PID控制器;参数优化;仿真
Abstract
This paper puts forward a new method of designing the parameters of PID error integral criterion as the objective function along with the constraints described by the minimal gain and phase margin and the parameter ranges,we get the mathematical model for ic algorithm developed under Matlab environment is bined with Simulink techniques to s