the 基于模糊遗传算法的工业过程控制参数优化研究guide.pdf

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1、第38卷　第1期西　安　交　通　大　学　学　报Vol.38　№12004年1月JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYJan.2004基于模糊遗传算法的工业过程控制参数优化研究112王　斌,王孙安,杜海峰(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安;2.西安电子科技大学雷达处理重点实验室,710071,西安)摘要:针对复杂工业过程控制要求多样性、控制参数难调整的问题,提出了一种控制参数优化方法.其中,利用模糊评判方法设计了模糊适应度函数以改进标准遗传算法,把控制要求分解成多个对控制结果模糊评判的因素,由于其具

2、有不同权重,因此控制结果与控制要求的接近程度就转化成了对遗传算法中个体(控制参数)的适应度.应用该算法优化了生物发酵罐温度控制器的控制参数,实验表明,控制器的控制精度、温度变化平稳性、能耗、电磁阀开关频率等指标均得到了改善,能够较好地解决复杂工业过程中控制参数优化的问题.关键词:复杂工业过程;模糊遗传算法;参数优化中图分类号:TP273　文献标识码:A文章编号:02532987X(2004)0120056204ParameterOptimizationinIndustrialProcessControlBasedonFuzzyGeneti

3、cAlgorithm112WangBin,WangSun′an,DuHaifeng(1.SchoolofMechanicalEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China;2.KeyLaboratoryofRadarSignalProcessing,XidianUniversity,Xi′an710071,China)Abstract:Tosolvetheproblemofthediversecontrolrequirementsandturningthecontrolparam

4、etersinthemoderncomplexindustrialprocess,anapproachforparameteroptimizationwasproposed.Inthisapproach,fuzzyevaluatingapproachwasusedtoimprovethesimplegeneticalgorithms(SGA),andafuzzyfitnessfunctionwasdesignedtodividethosecontrolrequirementsintomanyevaluatingfactorsofcontr

5、olresultwithdifferentweights.Thefitnessoftheindividualshowstheapproximatedegreeofcontrolrequirementsandtheresultcon2trolledbyindividual(i.e.controlparameters).Theapproachwasusedtooptimizethecontrolparametersoftemperaturecontrollerintowertypefermenter.Experimentsshowthatco

6、ntrolindices,suchascontrolerror,thestablenessoftemperaturechange,energyconsumption,andthefrequencyofelectromagneticvalue,areim2provedandthisapproachcansuccessfullyoptimizetheparametersincomplexindustrialprocess.Keywords:complexindustrialprocess;fuzzygeneticalgorithms;para

7、meteroptimization　　在石油、电力、生物等工业过程的控制回路中,非线性特性和不确定性,因而控制器参数的调整变PID(ProportionalIntegralDifferential)类控制器占得非常复杂.PID参数整定的方法自Zeigler和有相当的地位,尤其是与bang2bang控制结合的PIDNichols提出以来,已取得了丰硕的研究成果,尤其控制器以其调整参数少、控制效果明显而得到广泛是Astrom提出的PID参数自整定方法和Bristol设[1]应用.但是,随着生产水平的提高,复杂工业过程计的基于模式识别的PID参

8、数整定方法,在实际[1,2]的控制要求也趋于多样化,并且这些过程一般具有工业过程中应用较好.近年来,国内也出现了模收稿日期:2003204215.　作者简介:王　斌(1976～),男,博士生;