【正文】 圖32 比例控制的系統(tǒng)相應(yīng)積分作用的引入主要是為了保證實(shí)際輸出值 在穩(wěn)態(tài)時對設(shè)定值 的無靜差跟蹤。針對這個問題，我們對控制器做一個修正。控制器的輸入輸出關(guān)系可描述為： 式中 ， 為比例系數(shù)， 為積分時間常數(shù)， 為微分時間常數(shù)。主要包括比例環(huán)節(jié)（P），積分環(huán)節(jié)（I），微分環(huán)節(jié)(D)，被控對象、加法器、存儲器以及輸入輸出設(shè)備等。其中，例2例5中，學(xué)生做完作業(yè)，這一個反應(yīng)，帶來的老師表揚(yáng)或批評的反應(yīng)，再次引起的學(xué)生的反應(yīng)和原先學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度正相關(guān)，這就是正反饋；例3例4中，學(xué)生做完作業(yè)，這一個反應(yīng)，帶來的老師表揚(yáng)或批評的反應(yīng)，再次引起的學(xué)生的反應(yīng)和原先學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度負(fù)相關(guān)，這就是負(fù)反饋。老師收上來改，發(fā)現(xiàn)做的很差，就批評了他，于是這個同學(xué)開始發(fā)奮學(xué)習(xí)，之后的越學(xué)越好成為優(yōu)等生。老師收上來改，發(fā)現(xiàn)做的很好，就表揚(yáng)了他，于是這個同學(xué)越學(xué)越好。有正反饋的控制系統(tǒng)叫正反饋系統(tǒng)，反之亦然。由于被控對象的輸出量沒有經(jīng)過回路反饋進(jìn)行二次輸入，所以不會影響到控制器的輸入量。準(zhǔn)確性：穩(wěn)態(tài)誤差值可以用來作為評判控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的量化標(biāo)準(zhǔn)。 穩(wěn)態(tài)誤差既然是說系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，首先必須是系統(tǒng)進(jìn)入了穩(wěn)態(tài)。也就是說即使我們不能完全了解被控對象及其控制系統(tǒng)，或者說沒有有效的測量方式來確定控制系統(tǒng)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)時，PID控制技術(shù)成為不二選擇。 第三章 直流電機(jī)PID控制方案的選擇與論證 PID控制及部分參數(shù)指標(biāo)簡述PID控制就是比例積分微分控制。這個過程中，雇用蜂起到記憶作用，觀察蜂起到篩選作用，偵查蜂起到探索作用。（嘗試次數(shù)是由ABC使用者事先給定的，稱為 “放棄閾值”（abandonment criteria））轉(zhuǎn)換后的偵察蜂開始隨機(jī)搜索新的解，比如，如果被放棄了，那么原來擁有的雇傭蜂就會利用（21）式來產(chǎn)生新的解。因此，更多的觀察蜂會選擇富源并反饋回積極信號。觀察蜂會根據(jù)這些信息進(jìn)行一種隨機(jī)的選擇。當(dāng)產(chǎn)生新的食物源之后，會計(jì)算出它的適應(yīng)值，并且在和之間應(yīng)用貪心法做出選擇。 雇傭蜂時期 初始化時期當(dāng)目標(biāo)沒有利用價(jià)值的時候，對應(yīng)的雇傭蜂又變成新的偵查蜂。 Frish發(fā)現(xiàn)，在自然界中，雖然各社會階層的蜜蜂只能完成單一的任務(wù)，但是蜜蜂通過搖擺舞氣味等多種信息交流方式，使得整個蜂群總是能很自如地發(fā)現(xiàn)優(yōu)良蜜源(或花粉) ，實(shí)現(xiàn)自組織行為。為了解決這個問題我們將微分控制引入控制器。這就是微分控制。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。 積分控制I 引入積分控制主要是為了消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。第二章 基于人工蜂群算法的直流電機(jī)PID控制器相關(guān)基礎(chǔ)理論 直流電機(jī)PID控制器相關(guān)參數(shù) PID調(diào)節(jié)器包括三個基本參數(shù)：比例調(diào)節(jié)P、積分調(diào)節(jié)I以及微分調(diào)節(jié)D。 由于僅僅依靠生產(chǎn)工藝的更新和制造材料的升級，直流電機(jī)控制器的各個性能指標(biāo)總會提高至一個臨界值，當(dāng)達(dá)到了這個臨界值的時候，我們無法再進(jìn)行優(yōu)化，或者說，再進(jìn)行優(yōu)化越加困難。根據(jù)控制結(jié)構(gòu)，我們將自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩類。所以，在控制器中加入微分調(diào)節(jié)，可以使得被控量得到提前校正，再通過P、I校正后，整個校正時間縮短，有利于提高調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)質(zhì)量。但要注意單獨(dú)的積分調(diào)節(jié)往往是不能工作的。P調(diào)節(jié)就是調(diào)節(jié)器不斷地定常比例輸出進(jìn)入調(diào)節(jié)器的輸入信號。所以，微分調(diào)節(jié)能產(chǎn)生超前控制作用，但是由于微分作用依賴于輸入信號的變化率，當(dāng)噪聲干擾輸入系統(tǒng)時，微分作用反而會將其放大。由于加入積分調(diào)節(jié)降低了系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)的速度。所以單一的比例調(diào)節(jié)只是一種機(jī)械化的調(diào)節(jié)，沒有達(dá)到智能化的要求。 由于制造材料越來越好，制造工藝越來越先進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)要求越來越高，使得直流電機(jī)的制造要求和控制要求及其性能指標(biāo)必須提高。19401950年MG發(fā)電機(jī)組為直流電機(jī)供電。 課題的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外直流電機(jī)PID控制器技術(shù)的發(fā)展 140年前人們研究并制造了直流電機(jī)。將人工蜂群算法應(yīng)用于直流電機(jī)PID控制器當(dāng)中，可能會有效的規(guī)避現(xiàn)行直流電機(jī)PID控制器的許多弊端。假如我們同樣能模仿前人利用其他生物的某些特征，制造一種不需要得到被控目標(biāo)的精確函數(shù)模型就能完成控制的控制器，或者說用一種算法優(yōu)化控制器使得我們在控制過程中不需要得到被控目標(biāo)的精確函數(shù)模型就能完成控制。s advantage, do not know the precise function model of controlled object can plete control. It pletes the control mode, control process is just continuing to do parison problem to plete the entire controller. So, artificial bee colony algorithm design of DC motor PID controller based on the work started.Keywords: DC motor, PID controller, artificial bee colony algorithm34目 錄摘 要 IIABSTRACT III目 錄 IV第一章 緒論 1 引言 1 研究的背景和意義 1 研究背景 1 研究意義 1 課題的研究現(xiàn)狀 2 國內(nèi)外直流電機(jī)PID控制器技術(shù)的發(fā)展 2 現(xiàn)行PID控制存在的問題 2 本論文的主要內(nèi)容 4第二章 基于人工蜂群算法的直流電機(jī)PID控制器相關(guān)基礎(chǔ)理論 5 直流電機(jī)PID控制器相關(guān)參數(shù) 5 比例控制P 5 積分控制I 5 微分控制D 6 人工蜂群算法的基本原理 7 初始化時期 8 雇傭蜂時期 8 觀察蜂時期 8 偵查蜂時期 9 小結(jié) 9第三章 直流電機(jī)PID控制器的選擇與論證 10 PID控制簡述 10 PID控制的分類 10 開環(huán)控制 10 閉環(huán)控制 11 階躍相應(yīng) 11 PID控制的特點(diǎn) 11 PID控制器的基本結(jié)構(gòu) 12 比例作用 12 積分作用 13 微分作用 14第四章 雙閉環(huán)直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇 16 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 設(shè)計(jì)圖 16 設(shè)計(jì)基本要求 17 設(shè)計(jì)前應(yīng)考慮的問題 17 回顧控制器設(shè)計(jì)史 18 理論上系統(tǒng)運(yùn)行的過程分析 19 控制器各部分功能簡介 19 設(shè)計(jì)思路總結(jié) 20第五章 直流電機(jī)雙閉環(huán)PID控制器的仿真 20 直流電機(jī)雙閉環(huán)PID控制系統(tǒng)仿真圖 20 直流電機(jī)雙閉環(huán)PID控制系統(tǒng)仿真圖各數(shù)據(jù)說明 21第六章 人工蜂群算法優(yōu)化雙閉環(huán)PI參數(shù)的實(shí)現(xiàn) 20 PID基本算法 20 人工蜂群算法優(yōu)化雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 21 人工蜂群算法優(yōu)化雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真及結(jié)果 21 對比仿真結(jié)果的曲線1和曲線2 12 對比仿真結(jié)果的曲線3和曲線4 13第七章 總結(jié)和展望 20第八章 心得體會 20參考文獻(xiàn) 27第一章 緒論 引言人來在科學(xué)研究的時候，總會根據(jù)實(shí)際的某些生物的生活習(xí)慣或者體型來完成一些發(fā)明。它完成控制的方式，僅僅只是不斷的將問題的優(yōu)劣性做對比來完成整個控制器的控制過程。所謂人工蜂群算法，就是將蜜蜂采蜜人工化。這時候我們?yōu)榱颂岣呖刂破鞯母鱾€性能指標(biāo)，我們必須將新的算法引入控制系統(tǒng)中，來達(dá)到提升控制器的各個性能指標(biāo)。本論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于學(xué)校，學(xué)校享有借閱，發(fā)表，申請專利等的權(quán)利。本人謹(jǐn)守學(xué)術(shù)道德，從不弄虛作假，文中引用的部分已經(jīng)標(biāo)明?；蛘哒f，現(xiàn)行的直流電機(jī)PID控制器的穩(wěn)定性、魯棒性等性能指標(biāo)由于日益增長的電力電子等行業(yè)的生產(chǎn)要求的提高而逐漸跟不上要求。這時候，我們想到了人工蜂群算法。這樣的一種算法的優(yōu)勢在于，不知道被控對象的精確函數(shù)模型也能完成控制。 D, production in the process of production costs caused by price and other factors, makes the PID controller design to a new level have many difficulties. Considering these factors, we must find a can find an optimal after weighing all the factors of solution to solve this problem. At this time, we think of the artificial bee colony algorithm. The socalled artificial bee colony al