基于粒子群算法的动态矩阵控制参数优化.pdf

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1、第22卷第3期仪器仪表用户EICVo1．222015年6月NSTRUMENTATlON2015No．3基于粒子群算法的动态矩阵控制参数优化谷泽坤，何同祥(华北电力大学自动化系，河北保定071003)摘要：介绍了动态矩阵控制算法的原理，通过对控制对象进行仿真实验，发现动态矩阵控制算法与传统的PID控制算法相比，有良好的跟踪性和鲁棒性。进一步提出采用粒子群算法对动态矩阵控制参数进行优化，并且与传统的试凑法相比较，发现使用粒子群寻优动态矩阵控制参数不仅缩短了寻优消耗的时间，而且提高了控制品质，从而达到满意的控制效果。关键词：动态矩

2、阵控制；PID控制；粒子群算法；参数优化中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671—1041(2015)03—0035—03DynamicMatrixControlParametersOptimizationBasedonPSOGuZekun，HeTong,xiang(NCEPUAutomationdepartment，HeibeiBaoding071003，China)Abstract：Introducethetheoryofthedynamicmatrixcontrol，throughsimulationof

3、thecontrolobjectandcomparedwithtraditionalPIDcontrol，findthatdynamicmatrixcontrolhasgoodtrackingandstrongrobustness．Further，proposethatthedynamicmatrixcontrolparameterscanbeoptimizedusingPSO．Comparedwiththetratitionaltrimanderror，findusingdynamicmatrixcontrolparame

4、tersoptimizationbasedonPSOnotonlyshortenthetime，butalsoimprovethecontrolquality，SOastoachievesatisfactorycontroleffect．Keywords：dynamicmatrixcontrol；PIDcontrol；PSO；parametersoptimization0引言1动态矩阵控制算法与PID算法相比，采用DMC控制算法控制大惯性大迟1．1预测模型延对象，可以减小超调，获得良好的跟踪性和较强的鲁棒动态矩阵控制是以对象

5、阶跃响应模型为基础的预测控性。但是，对DMC控制算法来说，一般没有直接的解析式制算法。给被控对象施加阶跃响应，获得对象的阶跃响使其控制参数与控制效果相对应，所以不能使用解析法来应离散动态系数a，a：，a，⋯，a，其中N称为模型时域唯一确定DMC控制参数。因此，现在对DMC控制参数进行长度，N的取值应使a；(i>N)足够接近其稳态值。整定大都采用试凑结合仿真的方法，这样不仅花费大量的根据线性系统的比例叠加性质，动态矩阵控制算法的时间，而且得到的控制参数并不一定是最优控制参数，所预测模型方程为以通过此控制参数计算出控制量对系统进

6、行控制，也难以rm(k+1)=(七十1)+4△∥()=4U(k一1)+AaV(k)(1)得到较好的控制品质Ⅲ。式中，粒子群优化算法是一种比较好的全局优化算法，算法(七十1)=[(七十1／量)，J(量+2／七)⋯．，J(量+尸／七)相对简单，在计算机上便于实现，采用基于种群的全局搜Ygk+1)=[Yo(k+Ilk)，yo(k+2tk)，．．．，yak+P／七)】索策略和简单的速度一位移模式，计算速度较快，得到广泛Au()=【△“(△“(+1)，⋯，血(+^f—1)]的应用。】。本文采用粒子群算法最优化地配置动态矩阵控【，(

7、i

8、}一1)=[u(k-N十1)，“(

9、l}一Ⅳ+2)，⋯(七一1)r制参数，获得满意的控制品质。q00⋯0a2a10⋯0：：：：：ap1ap2⋯ap__-M+l收稿日期：2015—03—24作者简介：谷泽坤(1989一)，女，石家庄人，硕士研究生，研究方向：预测控制算法及其应用。36仪器仪表用户INSTRUMENTATION第22卷设定值一⋯试磷法寻挑钓i~~,CY／制曲线一一粒子群算法寻忧的DMc控制缱一；⋯⋯时闻t图2采用粒子群算法的DMC仿真控制曲线与采用试凑法的DMC控制曲线对比时问tFig．2Theparticles

10、wam3algorithmDMCsimulationcontrolcurveandby图1采用PID控制与采用DMC控制仿真对比曲线trialanderrormethodDMCcontrolcurvecomparisonFig．1PIDcontrolwiththeDMCcontrolsim