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专利号: 2012104704870
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法,其特征在于,该方法依赖于一种重叠量控制系统,该重叠量控制系统的结构是,包括可编程控制器(1),可编程控制器(1)分别与上位计算机(2)及触摸屏(3)交互连接,可编程控制器(1)另与操作台(4)连接,可编程控制器(1)还依次与变频器(5)、电机(6)、电机(6)上的负载(7)、位移传感器(8)首尾连接,构成一个闭合控制回路,利用上述的重叠量控制系统,按照以下步骤实施:

步骤1、根据实际问题设置相关的参数

包括设置最大迭代次数为H,H为整数;迭代次数初值h=0;切边圆盘剪重叠量所允许的最小偏差为M;惯性因子为w;PID参数调整变化率的约束因子为μ;加速因子为c1、c2;

PID参数范围为Xmax;

步骤2、产生N组初始的PID参数

确定N组初始的PID参数X,X=[X1,X2,…,Xi,…,XN]',其中的Xi=[KP,KI,KD],对于这N组PID参数的确定是随机的,其中的KP、KI、KD分别为PID控制中的比例、积分、微分系数;

步骤3、对PID参数进行评价

根据切边圆盘剪的重叠量控制中控制器的每一组PID参数,调用控制系统的适应度函数,计算出每一组控制器所控制的切边圆盘剪重叠量的偏差大小,作为每组及其全局最优PID参数的评价体系;

将控制系统误差性能指标来当作适应度函数,根据不同的误差性能指标能得到不同的参数优化,选择PID参数控制中的积分时间和绝对误差性能指标来进行适应度求取,即:积分时间和绝对误差性能指标为:ITAE=∫t|e|dt,其中的e为圆盘剪重叠量的偏差大小;

步骤4、对每组PID参数进行调整处理

在得到第i(i=1,2,…,N)组及其全局最优PID参数后,接下来就是对这N组PID参数进行调整,调整工作通过PID参数调整方程进行,PID参数的调整方程为:Vi(t+1)=w*Vi(t)+c1*r1(t)*(Pg(t)-Xi(t))+c2*r2(t)*(Pi(t)-Xi(t)),Xi(t+1)=Xi(t)+μ*Vi(t+1),|Vi(t)|≤Vmax,

Xi(t)≤Xmax,

其中,Vi(t)代表的是第t代的第i组PID参数调整变化率;

Xi(t)代表的是第t代的第i组PID参数值X;

w为惯性因子;c1、c2是加速因子;

μ为PID参数调整变化率的约束因子;

Pi(t)为i组的最优PID参数;

Pg(t)为全局最优PID参数;

r1(t)、r2(t)分别是在[1,0]之间的随机数;

Xmax为PID参数范围,是所有PID参数中每组参数所具有的取值范围;

Vmax是PID参数的调整变化率的范围,是每组PID参数调整变化率大小的界限,根据上述PID参数调整方程得到第h代的N组PID参数;

步骤5、对调整处理后的PID参数进行评价以得到当前的最优PID参数根据得到的第h代的切边圆盘剪的重叠量控制中控制器的每一组PID参数,调用控制系统的适应度函数,计算出每一组PID参数所控制的切边圆盘剪重叠量的偏差大小;

然后与当前的最优PID参数Pi(t)所得到的偏差进行比较,得到第i(i=1,2,…,N)组偏差最小的PID参数,作为这一组的最优PID参数Pi(t);

最后将这N组最优PID参数进行比较,得到全局最优的PID参数Pg(t);

步骤6、若迭代次数小于最大迭代次数H,或全局最优PID参数所得到的切边圆盘剪重叠量的偏差大于初始设定的最小偏差M,则需要另外设置迭代次数h=h+1,转到步骤4重新处理;

否则即得到最终的最优PID参数,将电机的控制转速进行分段,然后对每段进行PID参数优化,实现对电机进行控制时根据其转速的不同使用不同的PID参数,达到最优控制。

2.根据权利要求1所述的切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法,其特征在于:所述步骤1中的设置参数中的优选值分别取w=0.6,μ=1,c1=c2=2。

3.根据权利要求1所述的切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法,其特征在于:所述步骤2中的KP、KI、KD取值范围均为[0,300]。