基于gapid参数调整.docVIP

目 录 摘要:3 ABSTRACT4 第一章 绪论 5 1.1 课题研究背景5 1.2 PID参数调整方法综述6 1.3 本文主要研究内容 14 第二章 PID控制及其MATLAB仿真 15 2.1 引言15 2.2 PID控制的基本原理 15 2.3 模拟PID控制及其MATLAB仿真 -16 2.4 数字PID控制及其MATLAB仿真 18 2.4.1 位置式PID控制算法18 2.4.2 增量式PID控制算法19 2.5 小结 20 第三章 遗传算法22 3.1 引言 22 3.2 遗传算法概述 22 3.2.1 遗传算法的发展史22 3.2.2 遗传算法的概念24 3.2.3 遗传算法的特点25 3.2.4 遗传算法的基本用语25 3.1.5 遗传算法的研究方向26 3.3 遗传算法的工作原理27 3.4 遗传算法的模式定理 33 3.5 小结 34 第四章 遗传算法工具箱 -35 4.1 引言 35 4.2 遗传算法工具箱结构35 4.3 遗传算法工具箱通用函数37 4.4 小结43 第五章 基于GA算法参数调整的PID控制系统44 5.1 引言 44 5.2 基于GA算法参数调整的PID控制系统的结构44 5.3 基于GA算法参数调整的PID控制系统的仿真46 5.3.1 基于GA算法参数调整的PID控制系统的具体实现46 5.3.2 5.3.2 仿真研究与结果分析 49 5.4 小结51 第六章 总结与展望52 6.1 总结52 6.2 展望53 致谢54 参考文献55 附录56 基于GA的PID参数调整 摘要 PID控制已有80余年历史，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。长期以来，PID的三个参数都是专业人员凭经验调整，往往寻不到最优，造成控制系统性能欠佳，以致生产资源的浪费，这迫切要求人们寻求PID参数的自动调整技术。遗传算法(GA)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全局并行有哪些信誉好的足球投注网站算法，它是智能优化算法的重要内容。本文提出了一种基于GA的PID参数调整方法。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，达到增大有哪些信誉好的足球投注网站空间的目的；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的有哪些信誉好的足球投注网站效率和全局有哪些信誉好的足球投注网站能力。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GA对PID控制器的参数进行了优化调整，并选取典型的二阶系统模型进行了仿真，实验结果表明该方法的有效性，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，参数调整 ABSTRACT PID control technology has developed for nearly eighty years.It played an important role in industrial production ,especially the positive system with exact mathematical model because it is highly simple,robust and reliable. For a long time,the three parameters of PID controller depend on professionals experience, which cant help to obtain the best answer and lead to the wasting of resources. This is always urging people to search a technology that help PID controller get the best parameters automatically. genetic algorithm is a kind of natur