【正文】 ................ 7 初始化時(shí)期 .............................................................................................. 8 雇傭蜂時(shí)期 .............................................................................................. 8 觀察蜂時(shí)期 .............................................................................................. 8 偵查蜂時(shí)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 VI 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 ..................................................................... 23 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) ............................................................ 23 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(duì)比仿真結(jié)果的曲線 1 和曲線 2 ............................................................. 12 對(duì)比仿真結(jié)果的曲線 3 和曲線 4 ............................................................. 13 第 七 章 總結(jié)和展望 ........................................................................................................ 23 第 八 章 心得體會(huì) ........................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 33 1 第 一章 緒論 引言 人來在科學(xué)研究的時(shí)候，總會(huì)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。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(huì)有效的規(guī)避現(xiàn)行直流電機(jī) PID 控制器的許多弊端。 19401950 年 MG發(fā)電機(jī)組為直流電機(jī)供電。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。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(hào)的變化率，當(dāng)噪聲干擾輸入系統(tǒng)時(shí)，微分作用反而會(huì)將其放大。但要注意單獨(dú)的積分調(diào)節(jié)往往是不能工作的。根據(jù)控制結(jié)構(gòu)，我們將自動(dòng)控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩類。 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(gè)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。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)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。為了解決這個(gè)問題我們將微分控制引入控制器。當(dāng) 目標(biāo)沒有利用價(jià)值的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的雇傭蜂又變成新的偵查蜂。當(dāng)雇傭蜂找到一個(gè)食物源之后，會(huì) 對(duì)這個(gè)食物源進(jìn)行量化評(píng)估，即評(píng)估適應(yīng)值 。 被選中的概率 可以用下述表達(dá)式計(jì)算： (23) 或 (24) 10 當(dāng)食物源 被一只觀 察蜂選中后，利用 (22)式產(chǎn)生鄰居食物源 ，再計(jì)算其適應(yīng)值。 小結(jié) 蜂群智慧的形成有以下幾個(gè)步驟： ， 播，即相互交換適應(yīng)度信息。工業(yè)實(shí)際中的比例、積分、微分控制，簡稱 PID 控制，又稱 PID 調(diào)節(jié)。而這個(gè)誤差就是實(shí)際的輸出與預(yù)先期望值的距離。 閉環(huán)控制 有反饋的控制系統(tǒng)叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)。 ，學(xué)生做完了。 PID 控制的特點(diǎn) 普通開關(guān)的合閘開閘只能完成電機(jī)的啟動(dòng)和結(jié)束的過程，而應(yīng)用 PID 控制可以使電機(jī)保持恒定轉(zhuǎn)速，并且能在完成啟動(dòng)后快速達(dá)到恒定轉(zhuǎn)速。 比例作用 控制系統(tǒng)中存在這一個(gè)偏差信號(hào) ，若不及時(shí)控制這個(gè)偏差信號(hào)將會(huì)引發(fā)超調(diào)問題。假設(shè)閉環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，則此時(shí)控制輸出量 和控制偏差量 ， 都將保持在某個(gè)常數(shù)值上，為了不失一般性，我們分別用 和 來表示。 18 圖 34 微分的預(yù)測作用 圖 35 比例積分微分控制的相應(yīng) 19 第四章 雙閉環(huán)直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇 在控制系統(tǒng)中，開環(huán)控制控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能不夠理想。即快速達(dá)到恒 定轉(zhuǎn)速。 提出問題：由于 PID 控制器的結(jié)構(gòu)形式各異，各性能指標(biāo)均受到不同程度 的制約。 到了 50 年代初期，在解析法得到發(fā)展的基礎(chǔ)上，科學(xué)家定義了瞬態(tài)性能指標(biāo)。 ② 過程 在這段時(shí)間內(nèi)電流保持恒定不變，而轉(zhuǎn)速直線上升，這是恒流升速階段，這一階段稱為過渡過程。 ③在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓變化。電流反饋時(shí)間常數(shù)為 ，三相橋式電路平均失控時(shí)間為 ，電磁時(shí)間常數(shù)為 ，機(jī)電時(shí)間常數(shù)為 ，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢常數(shù)為 ，晶閘管裝置放大系數(shù)為 40，電樞回路總電阻為 ，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為 ，電流反饋系數(shù)為 ， Ui為給定電流調(diào)節(jié)器輸 入信號(hào)。假設(shè)實(shí)際轉(zhuǎn)速為 N，給定轉(zhuǎn)速值為 N（ F）。很難達(dá)到現(xiàn)行工業(yè)化要求。加上電機(jī)本身的非線性，使得控制難以達(dá)到最優(yōu)。 用人工蜂群算法進(jìn)行 PI控制器參數(shù)的整定，就是找出 (其中為 ASR環(huán) PI參數(shù)，