基于粒子群算法和卡尔曼滤波器的PID控制.pdf

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1、《电气自动化}2013年第35卷第6期控制理论及其应用ControITheory＆ltsApplications基于粒子群算法和卡尔曼滤波器的PID控制王江荣。．李东旭(1．兰州石化职业技术学院信息处理与控制工程系。甘肃兰州730060；2．电子科技大学生命与技术学院．I~tJlI成都611731)摘要：针对PID控制系统中存在参数的整定和控制干扰信号和测量噪声信号问题，提出基于粒子群算法和卡尔曼滤波算法的PID控制方法。利用粒子算法优化PID参数，通过卡尔曼滤波器抑制控制干扰信号和i见0量噪声信号。仿真结果表

2、明具有响应速度快、抗干扰能力强等特点，且达到了全局最优PID参数整定，有效地剔除系统的控制干扰和测量噪声信号，具有比传统PID控制方法更好的动态和静态控制性能，控制品质有较大的改善和提高。为PID控制系统的研究提供了一种新方法。关键词：粒子群算法；卡尔曼滤波器；PID控制；参数优化；仿真DOI：10．3969／j·lssn．1000-3886．2013．06．001[中图分类号]TP273[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)06—0001—02PIDControlBasedonPartic

3、leSwarmAlgorithmandKalmanFilter，WANGJiang-tong，LIDong-XU(1．InformationProcessingandControlEngineeringFaculty，LanzhouPetrochemicalCollegeofTechnology，LanzhouGansu730060，China；2．CollegeofLifeandTechnology，UniversityofElectronicScienceandTechnology，ChengduSichu

4、an611731，China)Abstract：APIDcontrolmethodbasedonparticleswarmalgorithmandKalmanfilterispresentedwithrespecttoparametertuningandcontrolinterferencesignala8wellasmeasurementnoisesignalinthePIDcontrolsystem．TheparticlealgorithmisusedtooptimizePIDparameters．andt

5、heKalmanfilterisusedtosuppressthecontrolinterferencesignalandmeasurementnoisesigna1．Asshowninthesimulationresult。thismethodoffastresponseandstronganti-interferenceabilitycanreachagloballyoptimalPIDparametertuningandeffectivelyeliminatesystemcontrolinterferen

6、ceandmeasurementnoisesigna1．IthasabetterdynamicandstaticcontrolperformancethantheconventionalPIDcontrolmethod-showingabettercontrolquality．Thus-anewmethodisprovidedforthestudyofthePIDcontrolsystem．Keywords：particleswarmalgorithm；Kalmanfilter，PIDcontrol；param

7、eteroptimization；emulationO引言1基于粒子群算法的参数优化PID控制系统因其简单、稳定性好和可靠性高等优点，被广粒子群优化算法(ParticleSwarmOptimization，PS0)是Kenne-泛应用到工业过程控制中。PID控制器的性能取决于它的三个dy和Eberhart受鸟群觅食行为启发于1995年提出的一种全局优参数(比例、积分和微分)的整定是否合理，因此，优化PID控制化算法¨-2]。PSO算法(一种仿生算法)具有搜索能力强、收敛速器参数具有重要意义。但是PID参数的整定

8、一般需要经验丰富度快、设置参数少、程序易实现和无需梯度信息等特点。所有的的工程技术人员来完成，这种方法不仅费时，而且不能保证获得粒子(搜索空间中的鸟)都有一个由被优化函数决定的适应值和最佳性能。粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PS0)是一一个决定它们运动方向和运动距离的速度，问题的解就是搜索空种有效的全局寻优算法，本文将使用PS0对PID控制器的参数间中