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专利号: 2021104732600
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 供热;炉灶;通风
更新日期:2024-05-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种冷冻水系统的优化控制算法,其特征在于,采用PID控制器对冷冻水系统进行控制,并采用改进后的麻雀搜索算法获取所述PID控制器的三个参数Kp、Ki和Kd;所述麻雀搜索算法的改进方法至少包括:采用随机游走策略对所述麻雀搜索算法进行改进,以及采用高斯变异对所述麻雀搜索算法进行改进;采用改进后的麻雀搜索算法获取所述PID控制器的三个参数Kp、Ki和Kd包括:将麻雀群中的麻雀分为发现者和加入者,实时更新麻雀的位置,所述发现者用于发现目标函数值的最优区域,所述加入者向所述发现者靠拢,形成一个有秩序的麻雀群,以确定能够使所述目标函数值最低时所对应的所述PID控制器的三个参数的值;采用随机游走策略对所述麻雀搜索算法进行改进后,麻雀的位置更新如下所示:其中,表示麻雀第d次迭代第i维的位置;ai为第i维变量随机游走的最小值;bi为第i维变量随机游走的最大值;采用高斯变异对所述麻雀搜索算法进行改进后,麻雀的位置更新如下所示:其中,表示麻雀第d次迭代第i维的位置;N表示变异因子。

2.如权利要求1所述的冷冻水系统的优化控制算法,其特征在于,所述发现者的位置更新如下:其中,表示第i维度的第j只麻雀在第d次迭代时所处的位置,i为优化PID参数个数,

取值1、2、3,j=1,2,3,…,n,d=1,2,3,…,dmax;dmax代表迭代的最大次数;α为随机数,取值范围为(0,1];Q是服从正态分布的随机数;L代表一个1×3的矩阵,该矩阵中的每个元素都为1;R2代表警戒值,取值范围为(0,1);ST代表安全值,取值范围为[0.5,1];当R2

1×3的矩阵,其中的元素随机赋值为‑1或1,且有A+=AT(AAT)‑1;当j>n/2时,表明第j个加入者适应度值比较低,没有获取食物,处于饥饿状态,此时该加入者需要飞往其他的地方寻找食物;当j≤n/2时,表明第j个加入者会在目前发现的最佳位置周围搜索食物。4.如权利要求3所述的冷冻水系统的优化控制算法,其特征在于,在麻雀群中,还加入了侦查预警的机制,预警麻雀会发现危险并向安全的地方进行转移,所述预警麻雀的位置更新如下:其中,是麻雀群中最好的位置;β代表步长控制参数,是服从均值为1,方差为0的正态

分布的随机数;K为随机数,取值范围为[‑1,1];fj为第j个麻雀的适应度值;fg和fw分别表示麻雀群中最大的适应度值和最小的适应度值;ε为常数,避免分母出现0值,此处取值为10‑8;当fj>fg时,麻雀正处于麻雀群的边缘位置,容易受到捕食者的攻击;当fj≠fg时,处于麻雀群中间的麻雀需要向其他的麻雀靠拢。5.如权利要求1所述的冷冻水系统的优化控制算法,其特征在于,将所述冷冻水系统中的PID控制器的参数用所述麻雀群的形式表达如下:其中,d表示当前迭代的次数;n表示该麻雀群中麻雀的数量;相对应的适应度函数如下:其中,e(t)为输入值与输出值之间的误差;在麻雀群中,每一行代表着PID控制器中的三个参数,则每一个麻雀的适应度函数值如下: