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专利号: 2022106374830
申请人: 江西理工大学
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:2025-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于麻雀搜索算法的线性自抗扰控制器的参数整定方法,其特征在于,应用于磁悬浮球平台上,所述参数整定方法包括:根据磁悬浮平台上钢球的实际悬浮高度和预设悬浮高度,构建麻雀搜索算法的适应度函数;所述适应度函数代表磁悬浮平台中线性自抗扰控制器所产生的误差;所述线性自抗扰控制器包括线性扩张状态观测器和控制率模块;

将线性自抗扰控制器的待整定参数与麻雀的位置矢量进行关联;所述将线性自抗扰控制器的待整定参数与麻雀的位置矢量进行关联,包括:将线性自抗扰控制器的待整定参数作为麻雀的位置向量,每只麻雀的位置信息有对应的适应度函数;所述待整定参数包括:观察带宽、控制带宽以及补偿增益;所述观察带宽决定所述线性扩张状态观测器的跟踪速度;控制带宽决定所述控制器的响应速度;所述补偿增益为线性扩张状态观测器对于控制率模块中的线性误差反馈模块输出的初始控制电压的补偿增益;所述线性扩张状态观测器对磁悬浮平台上钢球的控制电压的计算公式为:初始化麻雀搜索算法的相关参数以及初始化麻雀的位置矢量;

根据所述适应度函数、所述相关参数以及麻雀的位置矢量,计算麻雀种群中每个麻雀个体的适应度值;

根据每个麻雀个体的适应度值,将所述麻雀种群中的麻雀划分为发现者和跟随者,并同时确定出预警者;

对所述发现者、跟随者以及预警者的位置进行迭代更新;

当达到迭代次数阈值时,停止更新,输出所述麻雀种群的全局最优值位置,完成线性自抗扰控制器的参数整定;

通过以下公式构建所述麻雀搜索算法的适应度函数:

ITAE=

其中,t为时间,y

所述相关参数包括:麻雀数量、迭代次数阈值、搜索范围以及待优化变量的维数;所述待优化变量的维数根据待整定参数的数量确定。

2.根据权利要求1所述的参数整定方法,其特征在于,所述根据每个麻雀个体的适应度值,将所述麻雀种群中的麻雀分为发现者和跟随者,包括:根据每个麻雀个体的适应度值,按由高到低的顺序进行排序,确定麻雀队列;

将所述麻雀队列中前预设位数的麻雀确定为发现者,将所述麻雀队列中除发现者外的麻雀确定为跟随者。

3.根据权利要求1所述的参数整定方法,其特征在于,所述对所述发现者、跟随者以及预警者的位置进行迭代更新,包括:通过以下公式,更新发现者的位置:

其中,a代表的是目前的迭代次数;i代表的是第i只麻雀;j表示的是第j维优化变量,j=1,2……d;

通过以下公式,更新加入者的位置:

其中,

通过以下公式,更新预警者的位置:

其中,

4.根据权利要求1所述的参数整定方法,其特征在于,所述输出所述麻雀种群的全局最优值位置,完成线性自抗扰控制器的参数整定,包括:根据所述麻雀种群的全局最优值位置以及线性自抗扰控制器的待整定参数与麻雀的位置矢量的关联关系,将所述麻雀种群的全局最优值位置还原成线性自抗扰控制器对应的待整定参数,完成线性自抗扰控制器的参数整定。

5.一种基于麻雀搜索算法的线性自抗扰控制器的参数整定装置,其特征在于,所述参数整定装置包括:构建模块,用于根据磁悬浮平台上钢球的实际悬浮高度和预设悬浮高度,构建麻雀搜索算法的适应度函数;所述适应度函数代表磁悬浮平台中线性自抗扰控制器所产生的误差;所述线性自抗扰控制器包括线性扩张状态观测器和控制率模块;

关联模块,用于将线性自抗扰控制器的待整定参数与麻雀的位置矢量进行关联;所述将线性自抗扰控制器的待整定参数与麻雀的位置矢量进行关联,包括:将线性自抗扰控制器的待整定参数作为麻雀的位置向量,每只麻雀的位置信息有对应的适应度函数;所述待整定参数包括:观察带宽、控制带宽以及补偿增益;所述观察带宽决定所述线性扩张状态观测器的跟踪速度;控制带宽决定所述控制器的响应速度;所述补偿增益为线性扩张状态观测器对于控制率模块中的线性误差反馈模块输出的初始控制电压的补偿增益;所述线性扩张状态观测器对磁悬浮平台上钢球的控制电压的计算公式为:初始化模块,用于初始化麻雀搜索算法的相关参数以及初始化麻雀的位置矢量;

计算模块,用于根据所述适应度函数计算麻雀种群中每个麻雀个体的适应度值;

划分模块,用于根据每个麻雀个体的适应度值,将所述麻雀种群中的麻雀划分为发现者和跟随者,并同时确定出预警者;

更新模块,用于对所述发现者、跟随者以及预警者的位置进行迭代更新;

整定模块,用于当达到迭代次数阈值时,停止更新,输出所述麻雀种群的全局最优值位置,完成线性自抗扰控制器的参数整定;

所述构建模块用于通过以下公式构建所述麻雀搜索算法的适应度函数:ITAE=

其中,t为时间,y

所述相关参数包括:麻雀数量、迭代次数阈值、搜索范围以及待优化变量的维数;所述待优化变量的维数根据待整定参数的数量确定。

6.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信,所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至4任一所述的参数整定方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至4任一所述的参数整定方法的步骤。