控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真第11講-資料下載頁
2025-05-10 01:36本頁面
【正文】 α中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 、控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基本概念 尋優(yōu)途徑及優(yōu)化方法的評(píng)價(jià) 19 ? 優(yōu)化方法的評(píng)價(jià) (1) 收斂性 尋優(yōu)過程就是逐步搜索滿足 Q(α*)=minQ(α)的 α值的迭代過程 。 迭代過程的收斂性好壞 ， 標(biāo)志了該種優(yōu)化方法適用范圍的大小 。 (2) 收斂速度 為了求出同樣精度的極小值點(diǎn) ， 不同的優(yōu)化方法所需要的迭代次數(shù)不同 ， 為了盡快找到最優(yōu)參數(shù) ， 應(yīng)盡量減小迭代次數(shù) 。 (3) 每步迭代所需的計(jì)算量： 應(yīng)盡可能減小每步迭代的計(jì)算量 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 、控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基本概念 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)成 20 目標(biāo)函數(shù)分類： 加權(quán)性能指標(biāo)型目標(biāo)函數(shù) 誤差積分型目標(biāo)函數(shù) 1． 加權(quán)性能指標(biāo)型目標(biāo)函數(shù) 根據(jù)經(jīng)典控制理論的 性能指標(biāo) 建立起來，如系統(tǒng)的 上升時(shí)間 、 調(diào)節(jié)時(shí)間 、超調(diào)量 、 穩(wěn)態(tài)誤差 以及 振蕩次數(shù) 等。這些性能指標(biāo)往往存在矛盾性 (如，調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量 )，可以采用加權(quán)的方法建立目標(biāo)函數(shù)。 ? ? 12 1 0 . 0 1s M xrr s s stDtQ w wtt?? ??? ? ? ??? ??????α思考：控制系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo)的定義？為什么存在矛盾性？ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 、控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基本概念 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)成 21 2． 誤差積分型目標(biāo)函數(shù) 誤差 e(t)定義為輸入信號(hào) r(t)和輸出信號(hào) y(t)之差，常用的目標(biāo)函數(shù)如下： ?誤差絕對(duì)值的積分 （ IAE）： ?誤差平方的積分 （ ISE）： ?時(shí)間誤差絕對(duì)值積分 （ ITAE）： ?時(shí)間誤差平方的積分 （ ITSE）： ?時(shí)間平方誤差絕對(duì)值的積分 （ ISTAE）： ?時(shí)間平方誤差平方的積分 （ ISTSE）： 0( ) ( ) dQ e t t?? ?α20( ) ( ) dQ e t t?? ?α0( ) ( ) dQ t e t t?? ?α20( ) ( ) dQ te t t?? ?α20( ) ( ) dQ t e t t?? ?α220( ) ( ) dQ t e t t?? ?α思考： ISE和 ITSE的區(qū)別？ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 、控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基本概念 數(shù)字仿真在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用 22 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，很難求取目標(biāo)函數(shù)關(guān)于尋優(yōu)參數(shù) α的顯式解析式， 因此一般采用直接尋優(yōu)法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算： 為了提高尋優(yōu)速度，在數(shù)字仿真時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮： ? 選擇收斂性好的優(yōu)化算法，減少計(jì)算次數(shù)； ? 選擇快速仿真算法，加快仿真速度； ? 為尋優(yōu)參數(shù)選擇合適的初始值，可以根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)而定； 注意：有的算法對(duì)初始值的選擇非常敏感，否則容易陷入局部極小點(diǎn)
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