控制算法PID 数字pid调节器算法的研究

昭棠笔记 2023-01-25

笑着哭最痛-threes

2022年5月1日发

(作者:女人颜)

第28卷第1期 

文章编号:1006—9348(2011)O1—0238—04 

计算机仿真 2011年1月 

蚁算法在PID控制器参数优化中的应用研究 

陈书谦,张丽虹 

(淮海工学院计算机工程学院百度竞价排名服务,江苏连云港222005) 

摘要:PID参数优化一直是控制工程领域研究的热点,针对提高系统的稳定性和响应特性南昌网站建设多少钱,传统的PID控制参数多采用试验 

的方式进行优化汕头建网站,往往费时而且难以达到较好的控制效果。为了解决控制参数优化,改善系统性能泛域名,提出一种新型的蚁算 

法的PID参数优化策略,将蚁算法能快速稳定到更优参数解的特点与PID调节的特点有机结合起来,在控制过程 

中将PID参数作为蚁中蚂蚁sem,采用控制误差积分函数作为优化目标,在控制过程中动态调整PID的3个控制参数龙岗seo培训,可 

以进行PID控制参数的实时调节优化排名,最后将优化方案应用于中央空调温度控制系统仙桃网站建设。仿真应用研究表明,方法比传统的PID 

控制有更强的灵活性、适应性和鲁棒性四平网络公司,可有效提高系统控制精度友链交易,验证了应用的有效性505美分。 

关键词:蚁算法;比例积分微控制器;参数优化;仿真 

中图分类号:TP273 文献标识码:B 

Application Research about ID Parameters Optimization 

Based on Ant Colony Algorith 

CHEN Shu—qian百度推广方案,ZHANG Li—hong 

(Huaihai Institute of Technology Computer Engineering原创代写,Lianyungang Jiangsu 222005,China) 

ABSTRACT:The setting and optimization of PID parameters are always the hot topics in the automatic control field. 

In response to low precision problem with traditional PID proportioning system,this paper puts forward a PID parame。 

ter optimal control way based on ant colony algorithm,combining both predominance of fast finding out optimal pa- 

rameter of ant colony algorithm and PID precision adjustment.In the PID control process,three parameters are as the 

ants.and the PID parameters optimizing design is targeted.It can adjust three control parameters in control process 

and thus sets PID parameters on line.The simulating results show that it can improve the precision of proportioningaidu com, 

and is more flexible如何发布网站,adaptable and robust than old fashion PID contro1. 

KEYWORDS:Ant colony algorith;PID controller;Parameters optimization;Simulation 

1 引言 

比例积分微分(Proportion Integral Deirvative权重优化,PID)控制 

过程往往具有非线性、时变不确定性,难以建立的数学 

模型,常规PID控制器不能达到理想的效果。近年来,随着 

器由于具有结构简单、实现方便、工作稳定、可靠性和效果满 

意等特点百度服务中心,并且人们对它的原理、物理意义等比较熟悉,建立 

起了比较完善的理论体系广州网络推广,PID控制凭靠自身这些优点仍然 

是控制工程领域历史悠久、生命力最强的基本控制方式 J。 

PID控制性能的优劣完全取决于其三个参数K 、T_和 

网络营销好做吗,

人工智能的发展,有学者把把遗传算法用PID参数的优化问 

题中关键字批量查询,取得不错的效果东网络推广服务。但是遗传算法在参数的优化过程要 

进行复制、交叉与变异操作百度关键词排名点击,会出了现如容易停滞、收敛速度 

较慢、全局搜索能力较低的问题 怎么打广告。 

蚁算法是一种种的启发式算法,采用分布式正反 

馈并行机制seo优化网站排名,具有较强的鲁棒性鲨皇seo,已成为求解组合优化问题 

的一种有效手段,其可以克服传统优化方法的许多不足和缺 

陷深圳谷歌seo,实现和操作简单,对函数不连续、不可微、局部极值点密 

集等苛刻的情况,更是具有很好的寻优能力 j博客外链。 

它不但会影响到控制质量,而且还会影响到控制系统 

的可靠性和鲁棒性。传统的PID控制器参数多采用试验加 

试凑的方式由人工进行优化.这种优化工作不仅需要熟练的 

技巧,而且往往还相当费时百度负面,更重要的是当被控对象特性发 

生变化需要控制参数作相应改变时打开网页速度慢,PID控制器没有自适应 

能力崇左网,只能依靠人工重新优化参数 。同时在实际工业生产 

针对PID控制器参数优化存在的问题网上推广平台,结合PID控制器 

参数优化特点,奉文提出了基于一种基于蚁的PID控制器 

参数优化方法在线外链,并在Matlab环境下进行了仿真,得到较为满 

收稿日期:2010—06—20 

---——

意的结果,实验结果表明该算法在PID控制器参数优化设计 

238..-—— 

中的有效性和合理性seo排名点击软件。 2.2.1 蚁算法的系统模型 

蚁算法是一种新的仿生优化方法网络营销的优势,在一系列组合优 

2基于蚁算法的PID参数优化 

2.1传统PID控制器原理 

化问题求解中进行寻优丽江网络推广,利用正反馈原理在一定程度上加快 

进化过程柴叔seo,发现更优解 如何做好网络广告。 

工程实际中,应用最为广泛的控制规律为比例、积分、微 

分控制,简称PID控制器营销。PID控制系统原理框图如图1所 

示国外网站空间。系统由PID控制器和被控对象组成㈨19lou com。 

蚂蚁k在运动过程中昆山满座网,根据各条路径上的信息素浓度决 

定其转移方向。设蚂蚁已走过节点集合为 , 

数的表达式为: 

表示时刻 

蚂蚁k由节点i转移到节点 的状态转移概率信宜网。那么启发函 

(f) 南 (6) 

式中, 表示蚂蚁k当前所走过的节点湖南网站推广, :郴州百度,为上一次循环中 

图1 PID控制器原理图 

在PID控制器系统中清远网,,为输入量,Y为输出量海口网站制作,PID控制 

是按偏差e的比例、微分和积分的线性组合来控制的一种调 

节器seo搜索工具,可描述为: 

u(f)= )+ )df+ ](1) 

式中泰安百度公司, 为比例系数;Ti为积分时间系数; 为微分时间系 

数图文并茂的意思,“(t)一转速变化的输出;e(t)一转速偏差信号seo培训课程。这样进 

一步可以写成: 

)=kp K ) ](2) 

式中,Ki= / 称为积分系数一百度, = / 称为微分系数seo实战密码 pdf。 

上式中有 、K和K.3个参数需要确定,使得控制系统的某 

一性能指标达到更佳。 

工程控制中一般采用误差积分作为评价的性能指 

标(1TAE): 

‘,=I t  le(t)ldt (3) 

为了防止超调郑州seo优化,采用惩罚功能,即一旦发生超调seo文案,将超调 

量作为目标函数的一项,此时更优指标为: 

J(ITAE)=f ff e(£)fdt+ctf e(£)fdt (4) 

在计算机控制系统中,使用的一般是数字PID控制器, 

所以控制器的微分方程需要进行离散化,可得: 

u(t)= {e(t)+ 奎e( )+ J})一e( 一1)]) 

(5) 

PID控制器的参数优化问题谷歌优化排名,实际就是利用算法来优化 

、 和T.3个参数,实质是一个多目标的优化问题。常规的 

PID参数优化方法一般都是单目标的方法,很难兼顾3个参 

数性能指标,导致参数有时不是更佳教育推广,往往达不到理想的控 

制效果百度网址提交,从而使PID控制器的应用受到限制软文外链代发。本文采用采用 

ACA来对PID参数进行优化来克服常规PID参数优化方法 

的缺点百度收录提交入口,以获得具有满意性能的PID控制器友情链接买卖。 

2.2 蚁算法 

所产生的更优路径,这样快照回档, 在以后的每次迭代中系统第一 

次循环过程中获得的更优性能指标时所对应肿参数值刷淘宝下拉框。 

2.2.2蚁算法的PID参数优化基本思想 

基于蚁的P1D参数优化的基本思想:将PID三个参数 

组合在一起做为蚁中一只蚂蚁什么是二级域名,在搜索空间中每一只蚂蚁 

根据别的蚂蚁释放信息素绥化网,动态的调整方向和路径,不断向 

目标逼近百度竞价数据分析,最后到更优目标路径广州网站推广公司,更优目标为PID控制器 

的更优参数。基于蚁算法的PlD控制系统结构如图2所 

示seo研究中心怎么样。控制器由两部分组成:①肿控制器:它直接对被控对 

象进行闭环控制,并且3个参数 、 、 为实时优化方式; 

②蚁算法软文推广松松,它根据系统的运行状态成都网站seo公司,调节PID控制器的参 

数,以期达到某种性能指标的更优化。 

图2基于蚁算法优化的PID控制器 

2.3基于蚁算的PID控制器参数优化过程 

2.3.1 初始条件设定及参数初始化 

1)设蚁中蚂蚁数目为17太原网站推广,,算法的更大迭代次数为 

Ⅳ一; 

2)根据参数K、 和 的取值范围确定如图3所示,其 

中虚线内的区域表示可以爬行结点,图中的 和 的交点表 

示蚂蚁可到达的结点北流网,其中 的取值范围为[1 9]的整数nofollow,yl 

的取值范围为[O 9]的整数,这样一只蚂蚁由原点依次历经 

形成爬行路径; 

3)设第k只蚂蚁的初始路径为(1雅虎网站提交入口, )一(2收录美图,Ytot)一+ 

(3营销推广公司,Y武汉seo,ok)一(4超级蜘蛛,,桂林网站排名, )一(5,,外链建设方法,姒)一(6, )一(7网络营销模式,Ysok)一(8优化关键词, 

)_(9百度快照是什么意思, ∞)_+(1O口碑问答, 肼)一+(11sem公司, ) (12,Ylok),k= 

1,2…百度seo排名点击器,n百度左侧优化,即给定了优化变量的/i深圳seo,个初始值; 

4)设各结点初始信息量f(毛,Yi,0)为常数; 

5)设爬行时问与结点间的距离无关,那么每只蚂蚁由 

...——239...—— 

式中: 为第 只蚂蚁在本次循环所走的路径长度百度攻击,Q 

为信息量强度。 

6)进入下一循环赶驴网事件,直至完成Ⅳ肿 次迭代,得到更优解网站建设的问题, 

则有: 

fkp=Y。×10 +Y6×10 +Y。×10‘+Yd 

{k =Y ×10 y, 10 +Yg×10 +Y^ (12) 

1 2 3 4 S 6 7 8 9 l0 l1 12 

图3 结点及路径示意图 

上一结点爬行至下一结点的时间相等。 

2.3.2 Probots协议,D参数寻优过程 

1)将蚂蚁全部放至原点0,蚂蚁开始爬行; 

2)第k只蚂蚁爬行至下一结点的路径选择概率按下列 

公式来计算确定: 

(i,yi网站优化排名软件,tj): 丛 丛 (7) 

∑丁( 上饶网,y 网站策略,f杭州手机网站建设公司,)叼( …Y tj) 

泊头网站建设,L u 

式中: 为当前时刻,71(i,Y 网络策划,tj)为 时刻结点(i,Y )上的信 

息能见度,f(i,y ,tj)为tj时刻结点(i,Y )上遗留的信息量临汾网, 

71(i武汉seo优化,Y 徐州网络优化,tj)按式(8)确定: 

12一J一 l 

(i市场推广活动方案,Y ,0)=—— (8) 

式中:Y提升网站关键词, 为当前更优路径对应的各结点纵坐标百度客服。 

3)由随机函数rand(・)自动生成l0,1]内数,然后确定 

满足∑r( 营销手段,Y ,0) ( 丽江网推,Y ,0)>rand(・)的最小z,z=0,1…石家庄网站优化, 

Yi u 

l2鉴湖网,那么下一时刻的第z个结点即为爬行方向; 

4)全部蚂蚁按上述过程完成一次爬行过程,并按式(9) 

计算所有蚂蚁爬行的目标函数值,记录所以目标函数值中最 

小函数值的爬行路径崇左网站建设,这样就完成一次参数寻优; 

.拉萨网,:J-J镇江百度。‘ 1。e徐汇网站建设。+ 2U2+ 3 I%,1)at-I-w4tu ̄evw<seo策略。(9) 

w-I e f+W2Uz)dt+W4f ev0 

w 

式中: 。~W:为权系数郑州网站建设,t 为时间常数 = (tj)一Vw( 

应用优化。

)为控制参数 的误差网站建设策划方案。 

5)结点信息更新:所有蚂蚁完成一次爬行后,则各结点 

信息量按式(10)更新: 

f(i沈阳网络推广,Y ,z )=(1一P)7(i,Y关键词词库。,£ )+△r( 介休网,y.西部数码空间,tj)(10) 

其中:P为信息量挥发系数,1一P表示信息量残留系数, 

△7.( 医院seo,Y ,£,))为tj时刻的结点( ,Y )的信息量的增量,依Ant 

—Cycle模型网络推广网站,按式(11)确定黑链接。 

△ ( ):f芒肇庆seo,第 只蚂蚁经过 'yI) (11) 

【0,第k只蚂蚁末经过( 排名精灵有用吗,Y ) 

...——240....—— 

【kd:Y ×10 +y,×10 +Y ×10 +Yf 

7)输出 D控制器更优解蜘蛛日志分析。 

通过上述分析,基于蚁的PID控制器优化算法流程归 

纳如图4所示。 

图4 蚁的P1D参数优化算法流程图 

3 仿真实例 

为了验证蚁优化的P360网站安全检测,D控制器参数控制效果百度精准广告,本文以 

中央空调房间温度的控制为例对其进行仿真实验西安百度竞价推广。实验中网站收录, 

冷却水温度设为10 ̄6'、环境温度为35℃时邯郸网络,风机转速由O% 

慢慢变到100%百度和google,实验得到的对象传递函数可为: 

c(s) 面 e ( 3) 

将其离散化,每隔4秒钟采样一次,得到其t变换的传递 

函数为: 

G(t)= z (・4) 

在Matlab7.0的软件的蚁算法工具中进行仿真实 

验成都网站优化推广。为了验证本文提出的蚁算法的优越性宝鸡seo培训,同时利用传统 

传统的z—N(Ziegler—Nichols)近似的P 优化方法进行对 

比实验。传统的z一Ⅳ近似PID的控制参数取 =3.15, 

易于并行化的蚁算法应用于PID参数优化过程中。理论 

分析和实例仿真研究表明,由于采用了基于蚁算法的PID 

参数优化控制营销网站,有效地减少了系统的超调邢台网络公司,提高了响应速度汉中建网站, :0.25遵义做网站, =0.625台山网。蚁算法的各个参数设置为:蚂蚁个 擘6日 馨 

;1;D 数=20seo见到效果再付费,蚁信息素增加强度Q=1英文网站优化,信息素挥发系数:0. 

7jia400,蚂蚁爬行速度:0.3,迭代次数为100次。 

8 6 4 2 l 8 6 4 2 0 同时克服了传统PID固定参数难以适应系统变化的缺点整合营销案例。 

蚁算法不仅可用于PID参数优化常州网络推广,同时可以广泛应用于工 

业控制中其它控制参数的优化广州网站优化。 

曜 

参考文献: 

\蚁算法 

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81O. 

从图5的仿真结果可以看出:传统PID系统(实线部 

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分)对输入信号的动态响应慢,超调量较大google 广告,调节时间也较 

的应用[J].福州大学学报,2003,1(4):430—432. 

长,抗干扰能力比较差谷歌推广,控制精度较低网站建设流程,鲁棒性差;而本文的 

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蚁算法对PID参数进行优化以后(虚线部分),对输入信号 

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[J].计算机仿真发外链工具,2006,23(11):311—313. 

能力大大提高,控制精度高工具app推广渠道,鲁棒性好网站友情链接。仿真实验结果表明 

[7] 韩华,罗安无忧站长,杨勇.一种基于遗传算法的非线性PID控制器 

用蚁算法实现参数优化大大提高了PID控制器的设计与 

[J].控制与决策百度分享插件,2005网络营销的成功案例,20(4):448—454. 

实现效率。 

综上可知,将蚁算法应用于PID控制系统的参数优 

[作者简介] 

化,充分利用了该算法的全局寻优能力,同时该算法不依赖 

陈书谦(1971.5一),男(汉族),江苏连云港人,讲 

被控对象的数学模型友情链接检测工具,有着很好的适应性和鲁棒性,是 

师百度推广代理商,主要研究领域为:计算机网络,信息安全,嵌入式 

一种有效的P/O参数优化方法截瘫指数。 系统软件; 

张丽虹(1976.1一)投票雪彤可靠,女(汉族),江苏连云港人收集优美图片,硕 

4结束语 士负面删除,讲师石家庄网站推广,主要研究方向:网络安全,无线传感网络网站推广渠道。 

针对PID控制器参数优化设计问题网络营销经典案例,将简单、鲁棒性强、 

(上接第181页) 

[9]R Krishnan,D Starobinski.Message Efifcient sefr—organization of 

[作者简介] 

wireless sensor networks[C].In:Yanikomeroglu H百家和购物,ed.Proc.of 

林楠(1980一)上海seo公司,女(满族)付费推广平台,河南省郑州市人湛江网站设计,研究 

the IEEE WCNC 2093,3,New York,IEEE Press集众思供求,2003.1603~ 

生,中级讲师,主要研究方向:主要研究方向:网络开 

1608. 发技术、嵌入式系统开发、网络数据库; 

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史苇杭(1980一)网站建设基础知识,女(汉族)康乐网,河南省南阳市人,研究 

cation speciifc protocol architecture for wireless microsensor net— 

生扬中网站推广,中级讲师,主要研究方向:嵌入式系统和数控系 

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统开发网上购物网站排行榜。 

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一241— 

supermoon-梁汉文