基于遗传算法的系统建模与PID控制方法研究

基于遗传算法的系统建模与PID控制方法研究

论文题目: 基于遗传算法的系统建模与PID控制方法研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 徐春梅

导师: 潘笑

关键词: 控制,系统辨识,参数估计,遗传算法,数据采集

文献来源: 武汉大学

发表年度: 2005

论文摘要: 生产过程的自动控制,一般要求保持过程进行中的有关参数为一个定值或按一定规律变化,由于工业生产各不相同,生产过程本身又大多比较复杂,这样就给对被控对象的认识带来困难。由于对象特性辨识的困难,要设计出适应不同对象的控制系统就更加不容易。PID控制是最早发展起来的控制策略之一,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。 本文旨在充分发挥遗传算法的特点,提高PID控制系统设计和控制品质。本文包括六个章节,第二章是关于遗传算法的基础理论;第三章是关于系统辨识与建模的概念以及在本文中的应用;第四章是关于基于遗传算法的两种PID控制的参数优化和在双容水箱控制系统中的应用。 首先,对于任何控制系统而言,我们都应该对它的结构有一定的了解,才能谈到控制,所以,本文首先通过分层遗传算法对系统的结构和参数进行了共同辨识,得出了双容水箱系统模型和相应的参数值。 然后,根据上述模型在双容水箱控制系统中应用了两种PID控制策略:基于自适应遗传算法的PID控制和基于改进遗传算法的二自由度PID控制。对于两种PID控制策略来说,最关键的部分在于如何优化控制器参数,在本文中我们采用了遗传算法这一新型的优化搜索方法,并取得了较好的效果。 本文的最后部分简单介绍了上位监控的软件实现和下位数据采集的硬件实现。

论文目录:

郑重声明

摘要

Abstract

引言

1 概论

1.1 研究背景及意义

1.2 本文研究课题

1.3 本文所作的工作

2 基础理论—遗传算法相关知识

2.1 遗传算法和生物进化

2.2 遗传算法概要

2.3 遗传算法基本流程

2.4 遗传算法的改进

3 基于遗传算法的系统辨识与建模

3.1 系统辨识的基本原理及步骤

3.2 经典系统辨识方法及缺点

3.3 遗传算法在模型辨识中的应用概况

3.4 分层遗传算法在双容水箱系统模型和参数中的辨识

3.5 本章小结

4 基于遗传算法的PID控制算法及在液位控制中的应用

4.1 基于自适应遗传算法的 PID控制

4.2 基于改进遗传算法的二自由度 PID控制器设计

4.3 不同优化方法对应参数和指标比较

4.4 本章小结

5 软硬件介绍

5.1 硬件介绍

5.2 软件介绍

5.3 界面设计

总结与展望

致谢

参考文献

附录1 (攻读学位期间发表论文目录)

发布时间: 2006-03-27

参考文献

  • [1].遗传算法在PID控制中的应用[D]. 范淑敏.北方工业大学2007
  • [2].主动磁力轴承的模糊PID控制[D]. 汤玲.武汉理工大学2006
  • [3].二自由度并联机器人的模糊免疫PID控制研究[D]. 庄景灿.江苏大学2009
  • [4].基于模糊PID控制的飞剪系统研究[D]. 雷爽.华南理工大学2017
  • [5].基于模糊PID的舵机驱动串联捡拾机械手运动控制技术研究[D]. 于恒彬.天津理工大学2018
  • [6].自整定PID在采煤机自动控制中的研究与应用[D]. 白小玮.西安科技大学2018
  • [7].基于神经网络PID控制方法的研究[D]. 张晓凤.东北大学2013
  • [8].基于模糊PID的热处理炉温度控制系统的研究[D]. 张庆宇.东北农业大学2015
  • [9].超声波电机转速专家PID与迭代学习控制研究[D]. 刘玉.河南科技大学2014
  • [10].基于模糊参数自整定PID算法的起爆具生产线温度控制设计与开发[D]. 王俊.杭州电子科技大学2013

相关论文

  • [1].遗传算法在PID控制中的应用[D]. 范淑敏.北方工业大学2007
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  • [3].船舶主机遥控的逻辑控制和转速的遗传算法PID控制[D]. 鲁铁伟.上海海事大学2006
  • [4].基于遗传算法的鲁棒PID设计[D]. 赵保才.天津大学2006
  • [5].应用改进遗传算法进行PID控制器参数整定[D]. 刘虹.江苏大学2006
  • [6].一种改进的免疫遗传算法及在PID控制器优化设计中的应用[D]. 杨黎明.中南大学2007
  • [7].多变量PID控制方法的研究和应用[D]. 王志.北京化工大学2007
  • [8].基于一种改进混合遗传算法的PID参数调节研究[D]. 莫贞霞.四川大学2005
  • [9].基于免疫遗传算法参数优化的PID控制[D]. 盛孟刚.湘潭大学2005
  • [10].基于遗传算法的PID参数寻优问题的研究[D]. 毛敏.华北电力大学(河北)2003

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