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控制与决策 2024年第4期39卷 1177-1184页

作者：陈炫儒吴立飞杨晓忠华北电力大学数理学院北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对分数阶PID控制器的设计问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)对分数阶PID控制器进行参数整定.在麻雀搜索算法(SSA)中引入Chebyshev混沌映射,提高SSA的种群多样性和全局搜索能力;采用自适应t分布和萤火虫算法,设置转换概率p使二者交... 详细信息

针对分数阶PID控制器的设计问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)对分数阶PID控制器进行参数整定.在麻雀搜索算法(SSA)中引入Chebyshev混沌映射,提高SSA的种群多样性和全局搜索能力;采用自适应t分布和萤火虫算法,设置转换概率p使二者交替执行,提高SSA的收敛精度和寻优性能.对10个基准测试函数进行寻优,结果表明相较于已有的4种经典算法,ISSA在收敛速度、收敛精度、全局搜索能力等方面均有较大提升.最后,对两类被控系统进行仿真分析,相比现有成果,证实了ISSA算法对求解分数阶PID控制器参数整定问题的有效性和实用性.

关键词：分数阶PID控制器改进麻雀搜索算法自适应t分布萤火虫算法基准函数寻优参数整定

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分数阶控制器参数整定中的智能算法研究

分数阶控制器参数整定中的智能算法研究

引用

作者：陈炫儒华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

控制科学是分数阶微积分应用最为活跃的学科之一,分数阶PID(proportion integral differential)控制器的设计有着重要的工程应用价值,针对分数阶PID控制器的设计方法已成为当前分数阶控制工程领域的前沿问题。本文提出两种改进麻雀搜索... 详细信息

控制科学是分数阶微积分应用最为活跃的学科之一,分数阶PID(proportion integral differential)控制器的设计有着重要的工程应用价值,针对分数阶PID控制器的设计方法已成为当前分数阶控制工程领域的前沿问题。本文提出两种改进麻雀搜索算法对分数阶PID控制器进行设计。第一种改进麻雀搜索算法为了提升初始种群的质量和多样性,应用精英反向学习策略对种群初始化,并用该策略优化算法的迭代过程,提升了算法的局部开发能力。同时为进一步提高收敛精度和寻优性能,引入随机游走机制并设置转换概率p使二者交替执行。对10个基准测试函数进行寻优,结果表明相较于已有四种经典算法,第一种改进麻雀搜索算法在收敛精度、收敛速度和全局搜索能力等方面均有较大提升。最后对两类控制系统进行仿真实验,对比现有成果,证实了基于第一种改进麻雀搜索算法的分数阶PID控制器参数整定的优良性和有效性。第二种改进麻雀搜索算法为了提高麻雀种群多样性以及增强全局搜索的能力,引入Chebyshev混沌映射机制;应用自适应t分布和萤火虫扰动,设置转换概率p使二者交替执行,改进经典麻雀算法的收敛精度和寻优性能。对10个基准测试函数进行寻优,结果表明相较于四种经典算法,第二种改进麻雀搜索算法在收敛速度、收敛精度、跳出局部极值的能力等方面均有较大提升。最后对两类被控系统进行仿真分析,相比现有成果,证实了本文第二种改进麻雀搜索算法对求解分数阶PID控制器参数整定问题的有效性和实用性。最后对两种改进麻雀搜索算法进行算法性能对比与评价,证明第二种改进麻雀搜索算法性能更加优良,更适用于分数阶PID控制器的设计。

关键词：分数阶PID控制器参数整定改进麻雀搜索算法基准函数寻优仿真实验

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