基于遗传算法优化的模糊PID-Smith控制方法的研究

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1、密级：——编号：2QQ墨2墨圣桂林理工大学硕士研究生学位论文基于遗传算法优化的模糊PID—Smith控制方法的研究专业：研究方向：研究生：指导教师：检测技术与自动化装置制造业信息化与自动化李静周德俭教授论文起止日期：2009年9月至2011年4月ResearchonOptimalFuzzyPID·-SmithControlMethodBasedonGeneticAlgorithmMajor：DetectionTechnologyandAutomaticEquipmentDirectionofStudy：Manufacturing

2、AutomationandInformationGraduateStudent：LiJingSupervisor：Prof．DejianZhouCollegeofMechanicalandControlEngineeringGuilinUniversityofTechnologySeptember,2009toApril，201¨¨¨¨¨¨■-__●帅3㈣3¨¨i■I㈣4㈣9¨¨¨i■■-洲Y研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书独创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文

3、中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者(签字)：签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解(学校)有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权(学校．)可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技

4、术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：o!州年苍讶易月J弓日’导师签字：签字日期：山桂林理工大学硕士学位论文摘要在工业控制过程中，被控对象通常具有严重的纯滞后、时变性、非线性以及存在种类繁多的干扰，传统的控制方法已经无法满足各方面的控制要求。本文在对PID控制、自适应控制、Smith预估控制等传统控制方法的原理进行了介绍和探讨后，分析了这几种控制方法在控制过程中的利弊。而智能控制弥补了传统控制方法在控制过程中的

5、一些不足。本文着重介绍了智能控制的两个分支：遗传算法和模糊控制。遗传算法在参数寻优方面具有高效性。模糊控制不需要建立精确的数学模型，鲁棒性强。近年来，模糊PID控制方法得到广泛应用，它具备模糊控制与PID控制两者的优势，极大的提高了系统的控制性能。模糊控制器设计过程中，模糊控制规则和隶属函数的选取是关键。正确的模糊控制规则和隶属函数能够改善模糊控制系统的动、静态性能，提高控制品质。但是通常它们的选取有着很大的主观性。本文采用改进的遗传算法对模糊控制中的量化因子和比例因子进行寻优，然后根据一定的性能指标得到优化的规则表和隶属函数。

6、并在此基础上结合改进的Smith预估补偿控制以应对大时滞系统，实现对滞后特性的动态补偿的控制。最后针对本文采用的基于遗传算法优化的模糊PID．Smith控制方法，搭建仿真模型，对一阶系统和二阶系统分别进行仿真分析。按照确定性性能指标的要求比较仿真结果，表明新控制方案在稳定性、快速性、鲁棒性等方面优于常规的过程控制方法，可以取得比较好的控制效果，在实际中有一定应用前景。关键词：模糊PID控制，Smith预估控制，遗传算法，量化因子，比例因子桂林理工大学硕士学位论文AbstractInthecomplicatedindustryco

7、ntrolledprocess，thecontrolledobjectsusuallyhavethetime-delay,nonlinear,time-changecharacteristics，aswellasmanykindsofinterferences，traditionalcontrolmethodshavebeenunabletomeetallthecontrolrequirements．Inthispaper,theprinciplesoftraditionalcontrolmethods，suchasPIDcon

8、trol，adaptivecontrolandSmithpredictorcontrolaredescribedindetailanddiscussed，andthenanalytheprosandconsofthesetypesofcontrolmethods