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专利号: 2018100924135
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于闪电搜索算法的PID参数整定方法,其特征在于,所述方法包括:建立PID参数的数学模型;

基于闪电搜索算法,对所述PID参数的数学模型进行优化,获得最优PID值。

2.根据权利要求1所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定方法,其特征在于,所述PID参数的数学模型为:f=∫t|s-sref|dt

其中,S为电机实测速度,Sref为预期速度,t为时间。

3.根据权利要求1所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定方法,其特征在于,所述基于闪电搜索算法,对所述PID参数的数学模型进行优化,具体包括:A、初始化参数;

初始化设定迭代次数M、设定通道时间T、种群数目N、初始顶端能量Esl和PID初始值;

B、随机进行群体空间位置初始化,初始化过渡放电体的位置,根据所述PID参数的数学模型确定待优化的适应度函数,设置当前迭代次数t;

C、利用适应度函数进行性能评估,即评估空间放电体的能量Ep;

D、更新空间放电体顶端能量Esl;若Ep>Esl或 为最优解,则相应的梯级先导sli扩展到一个新的位置sli_new,更新Pis至新空间放电体位置 再根据PID映射公式更新每个放电体此次迭代的PID值;否则,Pis保持不变,直到下一次迭代。如果 延伸到sli_new并优于当前迭代,则空间放电体将变成引导放电体;

E、更新引导放电体顶端能量Esl;若Ep>Esl,更新PL至新引导放电体位置 若 在L第t+1次迭代提供了较优解,则相应的梯级先导sli被扩展到新的位置sli_new,且P 更新为再根据PID映射公式更新每个引导放电体此次迭代的PID值;否则,引导放电体PL位置保持不变,直到下一次迭代;

F、判断通道时间是否达到设定通道时间T;若是,则淘汰最差通道,重置通道时间,并更新放电体新方向和能量Ep;若否,则直接更新放电体新方向和能量Ep;

G、评估放电体能量Ep,并扩展通道;若Ep>Esl,则放电体进行梯级先导传播或生成通道,L淘汰较低能量的通道,且P更新为 再根据PID映射公式更新每个放电体此次迭代的PID值;若Ep≤Esl,则引导放电体PL位置保持不变,直到下一次迭代;

H、判断算法是否达到设定迭代次数M,若满足,则转到I;否则,令t=t+1,重复执行D;

I、输出具有最大能量的引导放电体位置对应的最优PID值。

4.根据权利要求3所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定方法,其特征在于,PID映射公式为:k

其中, 和 为对应放电体 的PID参数,即为第i+1次迭代的P、I和D;Pi ,和 分别为对应第K个放电体第i次迭代的P、I和D参数,τp,τI和τD分别为P、I和D分离系数;λP,λI和λD分别为映射的方向系数,具体计算公式如下:其中, 和 为对应第k个放电体第i次迭代时的P、I和D参数。

5.一种基于闪电搜索算法的PID参数整定系统,其特征在于,所述系统包括:数学模型建立模块,用于建立PID参数的数学模型;

数学模型优化模块,用于基于闪电搜索算法,对所述PID参数的数学模型进行优化,获得最优PID值。

6.根据权利要求5所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定系统,其特征在于,所述PID参数的数学模型为:f=∫t|s-sref|dt

其中,S为电机实测速度,Sref为预期速度,t为时间。

7.根据权利要求5所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定系统,其特征在于,所述数学模型优化模块,具体包括:初始化单元,用于初始化参数;

初始化设定迭代次数M、设定通道时间T、种群数目N、初始顶端能量Esl和PID初始值;

优化适应度函数确定单元,用于随机进行群体空间位置初始化,初始化过渡放电体的位置,根据所述PID参数的数学模型确定待优化的适应度函数,设置当前迭代次数t;

评估单元,用于利用适应度函数进行性能评估,即评估空间放电体的能量Ep;

第一判断单元,用于更新空间放电体顶端能量Esl;若Ep>Esl或 为最优解,则相应的s梯级先导sli扩展到一个新的位置sli_new,更新Pi至新空间放电体位置 再根据PID映射公式更新每个放电体此次迭代的PID值;否则,Pis保持不变,直到下一次迭代。如果 延伸到sli_new并优于当前迭代,则空间放电体将变成引导放电体;

第二判断单元,用于更新引导放电体顶端能量Esl;若Ep>Esl,更新PL至新引导放电体位置 若 在第t+1次迭代提供了较优解,则相应的梯级先导sli被扩展到新的位置Lsli_new,且P更新为 再根据PID映射公式更新每个引导放电体此次迭代的PID值;否则,引导放电体PL位置保持不变,直到下一次迭代;

第三判断单元,用于判断通道时间是否达到设定通道时间T;若是,则淘汰最差通道,重置通道时间,并更新放电体新方向和能量Ep;若否,则直接更新放电体新方向和能量Ep;

第四判断单元,用于评估放电体能量Ep,并扩展通道;若Ep>Esl,则放电体进行梯级先导传播或生成通道,淘汰较低能量的通道,且PL更新为 再根据PID映射公式更新每个放电体此次迭代的PID值;若Ep≤Esl,则引导放电体PL位置保持不变,直到下一次迭代;

第五判断单元,用于判断算法是否达到设定迭代次数M,若满足,则转到I;否则,令t=t+1,重复执行D;

输出单元,用于输出具有最大能量的引导放电体位置对应的最优PID值。

8.根据权利要求7所述的基于闪电搜索算法的PID参数整定系统,其特征在于,PID映射公式为:其中, 和 为对应放电体 的PID参数,即为第i+1次迭代的P、I和D;Pik,和 分别为对应第K个放电体第i次迭代的P、I和D参数,τp,τI和τD分别为P、I和D分离系数;

λP,λI和λD分别为映射的方向系数,具体计算公式如下:其中, 和 为对应第k个放电体第i次迭代时的P、I和D参数。