基于遗传算法的PID整定_谢树培_完整版1.docVIP

济南大学毕业设计 毕业论文开题报告 2 - 4 - 济南大学 毕业论文开题报告 题 目 基于遗传算法的PID整定 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 自动化 班 级 电传1003班 学 生 谢树培 学 号 20100321282 指导教师 谢锦丽 二〇一四 学院 自动化与电气工程学院 专业 自动化 学生 谢树培 学号 20100321282 论文题目 基于遗传算法的PID整定 一、选题背景与意义 1. 第一部分需要在研究现状，选题目的及意义两方便叙述，你写的两段基本是一个意思。你需要重新整理第一部分的内容，第一段写现在人们关于PID整定都有哪些方法、有哪些应用，或者遗传算法用来解决哪些问题、有什么进展，这一段注意对参考文献的引用。第二段写用遗传算法进行PID整定与其他方法比有什么好处、或者还存在哪些问题，目标是解决什么问题等。 2. 第二部分研究内容写明白PID整定是做什么的，需要达到什么目标，遗传算法包含哪些步骤，每一步用来做什么等。 3. 第三部分要详细描述遗传算法进行PID整定的实现方法，具体结合遗传算法的步骤：编码、确定初始群体、计算适应度函数、交叉、变异等。最好画一个流程图描述一下。 第一部分欠缺内在连贯性和逻辑性，你需要在整理下思路，最好将内容改成自己的话来描述。譬如先介绍遗传算法，再说遗传算法都有哪些应用，然后说在PID参数整定里的应用，这里可以介绍下PID参数整定一般都是哪些方法，用遗传算法有什么好处，最后介绍下遗传算法的实现； 第二部分的内容应该放到第一部分，第二部分是描述题目要求，你根据题目把要做的工作罗列下就可以； 第三部分的内容也得调整，因为第三部分是你要怎么做，而不是遗传算法是怎么实现的，其实第三部分内容没问题，但是你得调整下描述方法，站在题目的角度，以你的思路展开 遗传算法是一类借鉴生物界的进化规律演化而来的随机化搜索方法。它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出，这种算法是以达尔文的生物进化论为启发而创建的，是基于进化中优胜劣汰、自然选择、适者生存和物种遗传思想的搜索方法。1980年，Bethke对函数优化遗传算法进行了研究，包括应用研究和数学分析。Smith在1980年首次提出使用变长位串的概念。这在某种程度上为以后的遗传规划奠定了基础。1985年，在美国召开了第一届遗传算法国际会议，即ICGA(International?Conference?on?Genetic?Algorithm)。进入90年代，遗传算法迎来了兴盛发展时期，无论是理论研究还是应用研究都成了十分热门的课题。遗传算法已经应用在生产生活的各个领域，涵盖了函数优化、组合优化、生产调度问题、自动控制、机器人学、图像处理、机器学习、数据挖掘、信息战等方面[1]，广泛应用在生物信息学、系统发生学、计算科学、工程学、经济学、化学、制造、数学、物理、药物测量学和其他领域之中。如巡回推销员的最优化问题[2]，机器学习[3]， 永磁同步电机矢量控制[4]等。遗传算法在PID控制领域里也起着重要角色，由于遗传算法是不需要任何初始信息就可以在解空间高效启发式搜索，因此，它在PID参数整定中能够高效、快速的找到全局最优解，在直流电机控制系统[5]，温炉监控控制系统[6]等方面有着不错的应用。 PID控制是工业过程控制中应用最广的策略之一，在冶金、机械、化工等行业中获得广泛应 用。 PID控制器参数的优化直接影响控制效果的好坏，并和系统的安全、经济运行有着密不可分的关系。目前PID参数的优化方法有很多，常用的有： 现场试凑法，现场凑试法先将调节器的整定参数根据经验设置在某一数值上，然后在闭环系统中加扰动，观察过渡过程的曲线形状。若不理想，则按照先比例、后积分、最后微分的顺序，反复凑试。 扩充临界比例度法，在闭合的控制系统里，将调节器置于纯比例作用下，从大到小逐渐改变调节器的比例度，得到等幅振荡的过渡过程。此时的比例度称为临界比例度 ， 相邻两个波峰的时间间隔，称为临界振荡周期。根据经验设定比例系数为引起输出振荡所需值的一半，积分系数为等幅振荡的周期，微分系数为积分系数的1／8 ；如直线电机的PID控制[7]。