基于粒子群優(yōu)化的分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)參數(shù)整定
關(guān)鍵字:應(yīng)用
摘 要:為避免分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)手動調(diào)節(jié)參數(shù)的不確定性以及繁瑣性,應(yīng)用粒子群算法優(yōu)化其參數(shù),完善分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)控制器,并提高其控制精度,充分體現(xiàn)了算法的智能性。將粒子群整定分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)算法應(yīng)用于單變量的勵磁控制系統(tǒng)中,通過Matlab仿真并與模糊分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)以及經(jīng)驗調(diào)節(jié)方法相比較,結(jié)果表明,粒子群算法整定參數(shù)收斂速度快,找到較優(yōu)點時間短,整定后的算法具有靜態(tài)誤差小、無超調(diào)、上升速度快、調(diào)節(jié)時間短、抗干擾能力強等優(yōu)點,能很好地滿足勵磁系統(tǒng)的動態(tài)特性,并具有較強的魯棒性及適應(yīng)性。
關(guān) 鍵 詞:粒子群優(yōu)化;分數(shù)階PID預(yù)測函數(shù)控制;勵磁控制
1 引 言
分數(shù)階PID(FOPID)控制器較早由PodlubnyI教授提出[1],是普通PID在分數(shù)階領(lǐng)域的擴展,
FOPID比傳統(tǒng)PID多了2個自由度λ和μ,增強了調(diào)節(jié)的靈活性,明顯提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度及魯棒性,同時加大了參數(shù)的調(diào)節(jié)難度,至今仍未探尋出一種合適的參數(shù)整定方法。預(yù)測函數(shù)控制(PredictiveFunctionalControl,PFC)較早由Richalet和Kuntze等[23]提出并成功應(yīng)用于機器人控制的第三代模型預(yù)測控制算法,該算法根據(jù)過去的狀態(tài)預(yù)測未來的輸入與輸出,能很好地解決系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差問題,有效地抑制大干擾,但其響應(yīng)的速度較慢。
將分數(shù)階PID與預(yù)測函數(shù)控制結(jié)合得到的新型控制算法(FOPIDPFC)同時具有FOPID和PFC的優(yōu)點,比單一的控制算法效果更好[4],但其參數(shù)是通過經(jīng)驗和多次試驗得到的,特別是當(dāng)被控對象改變時,參數(shù)需再次調(diào)整,這樣不僅費時,還可能導(dǎo)致找不到較優(yōu)控制參數(shù)。因此尋求一種快速、簡單、可靠的智能算法來優(yōu)化控制參數(shù)尤為重要。
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