基于遗传算法的PID参数整定_刘大昕.pdfVIP

基于遗传算法 的PID参数整定 刘大昕1 李 秒2 （1.吉林石化丙烯腈厂 机动科 吉林 吉林 132021；2.南京博纳能源环保科技有限公司 江苏 南京 210003） 摘 要： 由于大滞后大惯性的热工被控对象使用简单的PID控制器很难取得很好的效果。在采用遗传算法对PID控制器参数进行寻优的基础上，引入大滞后补 偿技术（状态变量技术和相位补偿技术），先补偿被控对象的滞后和惯性，再采用遗传算法寻优，取得 良好的效果。 关键词： 遗传算法；大滞后补偿技术；PID控制 中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0910028－02 反馈是一个非常有用的概念。反馈控制的使用常常带来革命性的结 品控制器采用的是引入微分增益的实际PID控制算法，其传递函数形式 果，极大地改善了控制性能。PID控制是到 目前为止实际使用中最主要的 为： 反馈控制形式。PID控制是比例积分微分控制的简称。积分、比例和微分 反馈分别基于过去（I）、现在（P）和将来（D）的控制偏差。在生产过 程 自动控制的发展历程中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制 方式。 PID控制器的传统整定方法，如Ziegler-Nichols（Z-N）法、响应 曲 线法、临界比例法、继电型 自整定法、单纯形法等，或是依赖于对象模 型，或是易于陷入局部极小，均存在一定的应用局限性，且难以实现高性 能的整定效果，常常超调较大、调整时间较长、误差指标过大等。近年 来，遗传算法作为一种新兴的优化和 自学习算法在控制工程中逐渐受到重 简单来说，PID控制器各校正环节的作用是： 视，它是一种基于生物进化论的并行有哪些信誉好的足球投注网站算法，有哪些信誉好的足球投注网站空间大，通过设计合 1） 比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生， 适的算法参数和策略能够避免陷入局部最小。由于其独到的解决问题的能 控制器立即产生控制作用，以减小偏差； 力，其应用已渗透到控制领域诸多方面（系统辨识和模型降阶、最优控 2）积分环节：主要用于消除静差。积分作用的强弱取决于积分时间 制、线性和非线性控制、滑模控制、鲁棒控制、模糊逻辑控制、神经网络 常数 越大，积分作用越弱，反之则越强； 控制和自适应控制等）。 3）微分环节：反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差 1 PID控制器原理 信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系 PID控制是一种负反馈控制。其反馈控制原理图如图1所示。 统的动作速度，减少调节时间。 2 基于遗传算法的PID参数整定 遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种自 比例 适应全局优化概率有哪些信誉好的足球投注网站算法。 随着火电机组单机容量和参数的不断提高，系统变得日趋复杂，热工 被控对象 过程越来越表现出非线性、慢时变、大迟滞、强耦合性和不确定性，这对 积分 热工过程 自动控制系统则提出了更高的要求，传统的PID控制已经无法满 足这种要求，必须采用先进的控制策略进行优化控制。基于遗传算法的 微分 PID控制技术可以满足这些要求。