1.一种计及超低频振荡的调速器PID参数鲁棒优化方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、基于ITAE准则,建立计及超低频振荡在各种工况下的调速器参数优化目标函数J;
u=[kp‑1,kD‑1,kP‑1,TD‑1,…kp‑n,kD‑n,kP‑n,TD‑n]w=[Tw‑1,…Tw‑n]
u∈U
w∈W
其中,u为全部待优化调速器参数的集合,即计及超低频振荡的控制变量;w为全部调速器水锤效应参数的集合,即计及超低频振荡的不确定性变量;
(2)、引入两阶段松弛求解算法对目标函数J的鲁棒性优化求解;
(2.1)、第一阶段松弛求解算法对目标函数J求解初始化不确定性变量w,初始迭代次数m=1;
引入辅助变量δ,第一阶段松弛后极小化问题表示为:J(u,w)≤δ
u∈U
在u的可行域U内,利用粒子群优化算法对上式进行循环迭代,得到最优解uj,δj,j表示第j次迭代;
(2.2)、利用uj替代步骤(1)中目标函数J中的u,再对更新后的目标函数J求解极大值;
w∈W
在w的可行域W内,利用粒子群优化算法对上式进行循环迭代,得到最优解wi,从而得到相应的极大值J(uj,wi),i表示第i次迭代;
(3)、检验算法是否满足收敛条件:设置一足够小的正数ε,如果满足J(uj,wi)≤δj+ε,则J(uj,wi)收敛,wi即为最终解,wi集合内的各个元素即为鲁棒优化所得的调速器PID参数;否则,令m=m+1,再添加约束条件J(uj,w)≤δ至步骤(1)的目标函数J,然后重复上述步骤(1)‑(3),直至目标函数J满足收敛。
2.根据权利要求1所述的一种计及超低频振荡的调速器PID参数鲁棒优化方法,其特征在于,所述步骤(2.1)中,利用粒子群优化算法求解最优解uj,δj的方法为:
1)、设置粒子群优化算法的收敛条件:算法的最大迭代次数为600次或目标函数持续
200次未发生改变;设置种群数量m,并在参数约束空间U随机产生初始种群u1;
2)、将产生的种群u1内部的个体中所携带的全体调速器待优化参数信息更新至控制变量u中,再对计及超低频振荡系统进行时域仿真,得到暂态信息;
3)、提取暂态信息,并根据提取的暂态信息结合步骤(2.1) 中的表达式计算目标函数J,得到最优质的个体信息;
4)、根据粒子群优化算法法则,利用最优质的个体信息更新u1内部的个体,产生新一代种群u2;
5)、重复步骤2)‑4),直到满足粒子群优化算法的收敛条件为止,再输出此时的种群信息uj,以及最优辅助变量值δj。
3.根据权利要求1所述的一种计及超低频振荡的调速器PID参数鲁棒优化方法,其特征在于,所述步骤(2.2)中,利用粒子群优化算法求解最优解wi的方法为:
1)、设置粒子群优化算法的收敛条件:算法的最大迭代次数为600次或目标函数持续
200次未发生改变;设置种群数量m,并在参数约束空间W随机产生初始种群w1;
2)、将种群w1内部个体所携带的不确定性变量信息 更新至系统的不确定性变量w中,再对计及超低频振荡系统进行时域仿真,得到暂态信息;
3)、提取暂态信息,并根据提取的暂态信息结合步骤(2.2) 中的表达式计算目标函数J,得到最优质的个体信息;
4)、根据粒子群优化算法法则,利用最优质的个体信息更新w1内部的个体,产生新一代种群w2;
5)、重复步骤2)‑4),直到满足粒子群优化算法的收敛条件为止,再输出此时的种群信息wi。