TRICONEX 8311

MPL-B430P-MK24AA

我司产品应用于以下领域：
1,《发电厂DCS监控系统》
2,《智能平钢化炉系统制造》
3,《PLC可编程输送控制系统》
4,《DCS集散控制系统》
5,《智能型消防供水控制系统》
6,《化工厂药液恒流量计算机控制系统》
7,《电气控制系统》造纸,印染生产线,变电站综合自动化控制系统

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自动平衡式数字式显示仪表是一个轻载位置随动控制系统, 要求系统的响应速度快, **调量小, 能快速达到稳定状态, 稳态误差小等。因此为了获取满意的动态性能, 必须采用数字控制器对系统进行调节。
PID控制器由于具有较强的鲁棒性, 能够在较大范围适应不同工作条件, 同时简单易用, 因此得到广泛应用。 PI D控制器参数的优化成为人们关注的问题。

基于遗传算法优化 PID控制器的三个参数 K p 、K i 、 K d 的具体确定步骤如下。
1)确定每个参数的范围和编码长度, 进行编码。
2)随机产生 n个个体构成初始种群 P( 0)。
3)将种群中各个体解码成对应的参数值, 用此参数求代价函数值 J及适应函数值 f, 取 f= 1/J。
4)应用 复制、 交叉和变异算子对种群 P ( t)进行操作, 产生下一代种群 P ( t+ 1)。
5)重复步骤 3)和4), 直到参数收敛或达到预定的性能。

图 2所示为基于遗传算法优化 PID控制器的三个参数 K p 、 K i 、 K d 的优化流程图。
称重控制显示仪表,数字显示仪表
图 2  利用遗传算法优化PI D控制器的三个参数 K p、K I 、K d的流程图

为了获取满意的自动平衡式数字式显示仪表的动态特性, 本文采用误差**值时间积分性能指标作为参数选择的较小目标函数。为了防止控制能量过大,在目标函数中加入控制输入的平方项。为了避免**调, 采用惩罚功能, 一旦产生**调, 将**调量作为较优指标的一项。选择式 ( 1)作为 PID参数整定的较优性能指标:
J = ∫∞0 [w 1 |e( t) |+ w 2 u 2 ( t) ] dt+ w 3 t u
if  e( t )  > w 1 。
遗传算法中使用的样本个数为 size= 30 , 交叉概率
和变异概率分别为P c = 0.6 , P m = 0.001－ [ 1 : 1 : size] ×0.001/size。参数 K p 的取值范围为[ 0 , 20], K i , K d 的取值范围为 [ 0 , 1], 取 w 1 = 0.999 , w 2 = 0.001, w 3 =2.0 , w 4 = 100 。并采用二进制编码方式, 用长度为 10的二进制编码串来分别表示三个决策变量的 K p 、 K i 、K d 。对该系统进行仿真, 经过 100代进化, 获得的优化参数如下: K p = 54.1544 , K i = 0.8700 , K d = 0.8700 , 性能指标J = 34.3688 。
采用基于遗传算法 PID控制的自动平衡式数字式显示仪表的单位阶跃曲线如图 3所示, 代价函数 J 的优化过程如图 4所示。