自抗擾控制器參數(shù)的免疫遺傳優(yōu)化及應用

2012年04月27日09:56:30 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

關(guān)鍵字：應用電力

姜　萍，王培光，郝靖宇
河北大學電子信息工程學院，河北保定

華北電力大學自動化系，河北保定　

摘　　　要：針對自抗擾控制器參數(shù)較多不易整定的問題，提出了基于免疫遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化設計方法。與標準遺傳算法相比，免疫遺傳算法引入了免疫記憶庫和濃度控制機制，提高了算法的收斂效率和局部收斂性能。并且綜合考慮系統(tǒng)動態(tài)性能和實際工程中控制代價的限制因素建立了控制系統(tǒng)性能評價的目標函數(shù)，按照分離性原則進行自抗擾控制器設計并用免疫遺傳算法對其關(guān)鍵參數(shù)進行尋優(yōu)。將該方法應用于過熱汽溫度控制系統(tǒng)的變工況運行，仿真實驗結(jié)果表明經(jīng)過免疫遺傳算法優(yōu)化后的自抗擾控制器適應性較強，適用于模型參數(shù)變化范圍較大的受控對象。

關(guān)　鍵　詞：自抗擾控制器；免疫遺傳算法；參數(shù)優(yōu)化；過熱汽溫控制

１　引　言
工業(yè)控制領域中ＰＩＤ控制器的應用仍然達到９０％以上，但針對一些參數(shù)變化范圍較大或非線性特性明顯的受控對象，例如過熱汽溫控制系統(tǒng)的變工況運行，ＰＩＤ控制器存在著快速性與超調(diào)量矛盾以及微分信號合理提取等問題。由韓京清研究員提出的自抗擾控制（ＡＤＲＣ）技術(shù)，利用特殊的非線性效應及對不確定因素的實時估計與補償，有效解決了ＰＩＤ控制器的缺陷，在很多復雜系統(tǒng)控制問題上已取得顯著成效［１２］。但自抗擾控制器需要整定的參數(shù)較多，且目前尚無確定的整定規(guī)律可循，文獻［３］采用單純形法優(yōu)化，參數(shù)的初始值需人工整定；文獻［４５］用動態(tài)參數(shù)法對非線性擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)進行了整定，但需求解非線性分段函數(shù)的微分值；文獻［６１０］采用遺傳算法進行優(yōu)化，但基本的遺傳算法存在收斂效率較低和局部收斂性等問題。由此，基于遺傳算法在尋優(yōu)問題中的優(yōu)勢，引入了免疫記憶庫和濃度控制機制，并綜合考慮實際工程中控制代價的限制和系統(tǒng)動態(tài)性能指標中超調(diào)量等因素，建立全面評價控制系統(tǒng)性能的目標函數(shù)，按照自抗擾控制器分離性設計原則，用免疫遺傳算法對其關(guān)鍵參數(shù)進行尋優(yōu)。將該方法應用于過熱汽溫度控制系統(tǒng)的變工況運行，仿真實驗驗證了有效性，可應用于模型參數(shù)變化范圍較大的受控對象。

登錄網(wǎng)站后可下載文件