基于柯西变异的粒子群算法PID控制PMSM.pdf

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1、文章编号：1002—6673(2016)02—087—04基于柯西变异的粒子群算法PID控制PMSM吴先豹，彭思齐，李立根(湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105)摘要：在工业中，永磁同步电机(PMSM)普遍采用PID控制，其中参数的选取等效为优化问题．采用粒子群算法(PSO)iL49可以有效地寻找最佳的PID控制参数。但传统的粒子群算法搜寻最优位置时闻久，且容易陷入局部寻优。因此，我们提出了一种基于柯西变异的粒子群算法优化PID控制永磁同步电机，利用柯西变异较长的“尾部”使全局最优粒子(g

2、best)跳跃到一个更好的位置，逃离局部寻优，得到最优PID参数。通过构建电机电流环PI矢量控制的S函数模型。仿真验证该算法寻优能力强，搜索能力高，稳定性好，具有良好的动态性能。关键词：永磁同步电机；电流环矢量控制；柯西变异：粒子群优化中图分类号：1P29文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2016．02．032PⅢControllerofPMSMBasedonCauchyMutationParticleSwarmOptimizationAlgorithmWU

3、Xian—Boo，PENGsi-oi，LILi-Gen(TheCollegeofInformationEngineering，XiangtanUniversity，XiangtanHunan411105，China)Abstract：Inindustry，PIDcon=oliswidelyusedinpermanentmagnetsynchronousmotors(PMSM)，inwhichparametersselectionisequivalenttOoptimizationproblems

4、．Usingparticleswarmoptimization(PSO)caneffectivelyfindtheoptimalPIDcontrolparameters，however，tnditionalPSOcostalongtimetOsearchtheoptimalpositionandeasytO锄intolocaloptimization．Therefore．weproposeaPSOPIDalgorithmbasedonCauchymutationtOcontrolPMSM，mak

5、inguseofCauchymutation’Slong’tail7tomaketheglobalbestparticle(gbest)jumptOabecterposition，escapefromlocaloptimizationandgetoptimalPIDparameters，BybuffingtheSfunctionmodelofthemotorcurrentloopPIvectorcontrol，thesimulationdemonstratethattheproposedalgo

6、rithmhaspowerfuloptimizingability，goodstabilityandhigheroptimizingprecisionandgoodperformance．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；currentloopvectorcontrol；canEhymutation；particleswarmoptimization0引言在永磁同步电机PID控制中，优化比例系数，微分时间，积分时间三个参数有利于PID控制效果达到最

7、好，因此PID控制一直是工业自动化控制领域的研究重点[I-31。专家法、z—N法和单纯型法是目前传统永磁同步电机PID控制中参数的优化方法㈨。传统的优化方法简单，但是它们均存在各自的不足，如专家法和经验知识直接相关，且需要整理和更新专家知识库[71；Z—N法灵活性差，超调量较大18]。修稿日期：2016—03—01项目来源：湖南省自然科学基金(2015JJ3126)作者简介：吴先豹(1989一)，男，湘潭大学信息工程学院硕士在读。主要从事嵌入式系统研究学习；彭思齐(1978一)，男，副教授，博士

8、，硕士生导师，主要研究领域为工业智能控削。永磁同步电机控制系统的控制对象具有时变性，难以准确地建立精确的数学模型，传统的PID控制器优化方法不能获得理想的永磁同步电机控制效果19]。这时，与其它算法结合的PID控制智能算法出现。传统粒子群算法(PsO)于1995年提出，是一种群体的演化算法，从随机解出发，通过迭代寻找最优解，使用适应度来评价解的品质，比遗传算法规则更简单，没有“交叉”和“变异”操作，利用追随当前搜索的最优解来寻找全局最优[10-t2】，具有比较容易实现，精度高，收敛快等优点f13