[發明專利]采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法

在審

• 申請號: 201910058568.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109557811A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 葉軍;張蘇敏;崔文華;盧雪萍
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42;G05B13/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，包括單值中智余弦相似度量和遺傳算法兩個部分，其中單值中智余弦相似度量包括如下步驟：

S1：建立單值中智隸屬函數

選定三角形和梯形隸屬函數用于中智化過程，選定六種瞬態特性的隸屬函數作為特性集C＝{C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆}，可以根據實際應用對象確定單值中智集中的T_i，I_i和F_i(i＝1,2，...，6)隸屬函數的類型及其范圍值，通過隸屬函數可以得到單值中智集S＝{<C₁,T₁,I₁,F₁>,<C₂,T₂,I₂,F₂>,<C₃,T₃,I₃,F₃>,<C₄,T₄,I₄,F₄>,<C₅,T₅,I₅,F₅>,<C₆,T₆,I₆,F₆>}，那么理想的單值中智集S^*＝{<C₁,1,0,0>,<C₂,1,0,0>,<C₃,1,0,0>,<C₄,1,0,0>,<C₅,1,0,0>,<C₆,1,0,0>}；

S2：單值中智余弦相似度量

S和S^*之間的余弦相似度量可以定義為：

遺傳算法的步驟包括：隨機生成N個K_p，K_i和K_d值的解集作為初始種群，通過選擇、交叉、變異尋找最優K_p，K_i和K_d值，以達到適值函數的最小值(minf)。

2.根據權利要求1所述的采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，還包括PID控制器，PID控制器輸出如下：

3.根據權利要求1所述的采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，S1中包含六種瞬態特性隸屬函數。

4.根據權利要求1所述的采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，為了獲得PID控制系統的最優控制性能，作為最小函數值的優化問題，可以建立如下的適值函數：minf＝1-Cs(S,S^*)，然后，在PID控制器中使用三個參數K_p，K_i，K_d的實值編碼。

5.根據權利要求1所述的采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，為了顯示所提PID參數整定方法的有效性,給出以下開環傳遞函數：

6.根據權利要求1所述的采用單值中智余弦相似度量和遺傳算法的PID參數整定方法，其特征在于，遺傳算法的搜索參數范圍被定為1≤K_p≤30,0≤K_i≤30,0≤K_d≤30，種群大小N＝20，交叉概率P_c＝0.9，變異概率P_m＝0.1，運算終止條件為f＝0.017。