改进遗传算法pid参数优化在流浆箱总压控制中的应用

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1、研究论文·流浆箱总压控制·改进遗传算法PID参数优化在流浆箱总压控制中的应用*莫卫林杨浩熊智新胡慕伊(南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏南京，210037)摘要:稀释水水力式流浆箱的总压控制直接关系到纸张质量的好坏，传统的PID方法对于非线性、参数时变性和模型不确定性的对象控制精度较低。虽然传统遗传算法可以优化PID参数，提高精度，作者简介:莫卫林先生，但是收敛速度慢，整定时间长，限制其在高速纸机控制中的应用。针对这些问题，本课题以纸机流在读硕士研究生;主要研浆箱总压控制为研究对象

2、，采用改进的遗传算法来整定PID参数，通过优化交叉和变异算子、增加究方向:制浆造纸过程控当前最优追踪策略以及改进收敛准则等方法来提高遗传算法的全局寻优能力和收敛速度。仿真结果制与信息智能处理。表明，用改进的遗传算法整定后的流浆箱总压控制PID具有更快的响应速度和更好的鲁棒性。关键词:流浆箱总压;PID参数优化;改进遗传算法中图分类号:TS736文献标识码:ADOI:10.11980/j.issn.0254-508X.2017.08.007ApplicationofthePIDParametersOp

3、timizationBasedonImprovedGeneticAlgorithminTotalPressureControlofHeadbox*MOWei-linYANGHaoXIONGZhi-xinHUMu-yi(JiangsuProvincialKeyLabofPulpandPaperScienceandTechnology，NanjingForestryUniversity，Nanjing，JiangsuProvince，210037)(*E-mail:leo_xzx@njfu．edu．cn

4、)Abstract:Thetotalpressurecontrolofthedilutedwaterhydraulicheadboxisdirectlyrelatedtothequalityofthepaper．ThetraditionalPIDmethodhaslowcontrolprecisionfortheobjectwhichisnonlinear，parametertime-varyingandmodeluncertainty．Althoughthetraditionalge-netica

5、lgorithmcanoptimizethePIDparametersandimprovetheprecision，ithasaslowconvergencespeedandalongdynamicresponsetime，whichlimititsapplicationinthecontrolofhighspeedpapermachine．Aimingattheseproblems，animprovedgeneticalgorithm，whichoptimizetheoperatorsofcros

6、soverandmutation，taketheoptimaltrackingstrategyandinproveconvergencecriteriontoenhancetheorenalloptimizationabilityofgeneticalgorithmandspeeduptheconvergencerate，wasemployedinthispapertotunethePIDparametersintotalpressurecontrolofheadboxofthepaper-maki

7、ngmachine．ThesimulationresultsshowedthattheproposedmethodhadfasterresponsespeedandbetterrobustnessthantheZ-Ntuningandtraditionalgeneticalgorithm．Keywords:totalpressureofheadbox;PIDparameteroptimization;improvedgeneticalgorithm流浆箱被称为纸机的心脏，是连接备浆流送和纸中遗传算法

8、(GeneticAlgorithms，GA)具有很强的张成形两部分的关键枢纽，随着纸机车速的提高，从全局搜索能力，通用性强，鲁棒性好，并已被证实基流浆箱喷出浆料，再到网上定形的时间变得非常短，于遗传算法的控制器参数整定优于传统的整定方法，［8-10］为了保证浆料分布均匀一致，其总压的控制就至关重因而被广泛应用于很多领域。其中在造纸过程控［11］要，决定着上浆流量和流速，也影响着纸张成形的制方面，王艳华等人在以往的CMAC与PID复合［1-3］质量。流浆箱的压力控制通常