【正文】 參考文獻(xiàn)[1]Seeley,Thomas D．The wisdom of the hive:The social physiology of honey bee colonies[M] .Massachusetts,USA:HarvaM University Press,1995:216239.[2]Basturk B,Karaboga D．An Artificial Bee Colony(ABC) Algorithmfor Numeric functionOptimization[C].USA, Indiana IEEE Swarm Intelligence Symposium, 2006:34.[3]楊進(jìn)等．解決復(fù)雜優(yōu)化問題的一個(gè)有效工具——蜂群優(yōu)化算法，2010，27(12):44104413. [4]張超群等．蜂群算法研究綜述[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2011，28(9):32013205．[5]舒懷林．直流電動(dòng)機(jī)PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)[J]．機(jī)電工程技術(shù)，2005，34(11):1718.[6]陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [ M ]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [7]李仁定．電機(jī)的微機(jī)控制[M].北京；機(jī)械工業(yè)出版社，1999.[8]姜文彪等．直流電機(jī)雙閉環(huán) PI控制技術(shù)研究[J]．機(jī)床與液壓，2012，40(11):2124. [9]湯蘊(yùn)璆 電機(jī)學(xué)4版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[10] [ M ]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1981. [11] [ M ]．2版北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1992. [12] —運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[ M ]．3版。 第八章 心得體會(huì)寫這篇論文既是對所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，是對學(xué)科知識(shí)的總結(jié)，也是一個(gè)學(xué)習(xí)過程。這種將模仿生物體對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)或優(yōu)化的理念已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域取得巨大的成功。至此，可以得出采用蜂群算法優(yōu)化過的雙閉環(huán)控制器可以較好的改進(jìn)傳統(tǒng)控制器的種種不足，提高控制器性能指標(biāo)，控制更為高效。 ，蜂群算法優(yōu)化的PI控制器明顯優(yōu)于工程設(shè)計(jì)的PI控制器。前面分析過，在直流電機(jī)的恒流升速階段，電流值會(huì)低于我們設(shè)計(jì)時(shí)的額定值，我們在整定參數(shù)時(shí)候是將190A作為的最大電流值，加之當(dāng)前電力電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在大功率控制硬件實(shí)現(xiàn)的可能，電流環(huán)的小過沖變得很容易解決。在5s時(shí)的帶載減速過程中，曲線2的抗過沖能力明顯優(yōu)于曲線1，穩(wěn)定時(shí)間也更短，人工蜂群算法能優(yōu)化PID控制器的使用效率。得雙閉環(huán)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果如圖63所示。我們挑出適應(yīng)度居中對應(yīng)的參數(shù)為:Ckp = ，CKi=，SKp=，SKi=。在歸一化中，轉(zhuǎn)速環(huán)額定轉(zhuǎn)速設(shè)為1500r/min。s為轉(zhuǎn)速環(huán)的最大超調(diào)量。算法開始時(shí)，每個(gè)雇傭蜂被賦予一個(gè)初始蜜源位置，即一組PI參數(shù)，雇傭蜂對所有的蜜源進(jìn)行鄰域搜索產(chǎn)生新的蜜源，在進(jìn)行適應(yīng)度評價(jià)后對蜜源的位置進(jìn)行更新，然后返回蜂巢后將蜜源的信息傳遞給等待在蜂巢中的觀察蜂，觀察蜂按照一定的概率對蜜源進(jìn)行選擇，再按照雇傭蜂更新蜜源的方式對其進(jìn)行位置更新。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)，CKp和CKi為ACR環(huán)PI參數(shù))的最優(yōu)位置，使控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程指標(biāo)滿足要求，其實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)化為基于一定目標(biāo)適應(yīng)函數(shù)進(jìn)行函數(shù)尋優(yōu)的問題。加上電機(jī)本身的非線性，使得控制難以達(dá)到最優(yōu)。來提高該控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。很難達(dá)到現(xiàn)行工業(yè)化要求。那么，當(dāng)NN(F),由于ASR積分作用,I變大,Id升高，Δ0，n變大；當(dāng)NN(F),由于ASR積分作用,I變小,Id降低，Δ0，n變小。假設(shè)實(shí)際轉(zhuǎn)速為N，給定轉(zhuǎn)速值為N（F）。因此它們相互獨(dú)立。晶閘管裝置放大系數(shù)為40，Ui為給定電流調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)。 設(shè)計(jì)思路總結(jié)根據(jù)上文敘述的調(diào)節(jié)器，它的設(shè)計(jì)要先參考機(jī)器本身的參數(shù)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，后設(shè)計(jì)包括電流調(diào)節(jié)器在內(nèi)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。③在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓變化。②抗負(fù)載變化擾動(dòng)作用。 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。60年代，在解決各類設(shè)計(jì)問題上則是體現(xiàn)了最優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)勢。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)。后文中將分析設(shè)計(jì)上的理論過程以及敘述本文如何用人工蜂群算法來提升控制器的控制品質(zhì)。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。設(shè)計(jì)步驟應(yīng)分為發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、和解決問題四步走。即快速達(dá)到恒定轉(zhuǎn)速。因此，從①靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能②設(shè)計(jì)過程的簡約性③產(chǎn)品研發(fā)的經(jīng)濟(jì)性，這三個(gè)方面考慮，我們選擇雙閉環(huán)系統(tǒng)作為最終的控制系統(tǒng)。 圖34 微分的預(yù)測作用 圖35 比例積分微分控制的相應(yīng)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。 圖33比例積分控制的系統(tǒng)相應(yīng)（ =1） 微分作用的引入，主要是為了改善閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。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。針對設(shè)定值控制中的超調(diào)問題，Hang 。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。如圖31，常規(guī)PID的基本結(jié)構(gòu)。 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。，學(xué)生做完了。，學(xué)生做完了。一般的反饋都是負(fù)反饋，比如說，恒溫箱，檢測到箱內(nèi)溫度高，就降低溫度，檢測到箱內(nèi)溫度低，就升高溫度。有反饋的控制系統(tǒng)叫做閉環(huán)控制系統(tǒng)?？焖傩裕合到y(tǒng)所用的上升時(shí)間和其快速性能成反比。而這個(gè)誤差就是實(shí)際的輸出與預(yù)先期望值的距離。PID控制，在實(shí)際中分為PI和PD控制兩種。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)。基于這樣的分工，就很容易達(dá)到局部最優(yōu)，進(jìn)而達(dá)到整體最優(yōu)。因此那些隨機(jī)產(chǎn)生的貧源或者近期形成的貧源就會(huì)被放棄，產(chǎn)生消極的信號(hào)，以來平衡積極的信號(hào)。 偵查蜂時(shí)期偵查蜂時(shí)期：偵察蜂是另一種非雇用蜂。為此，需要一種基于適應(yīng)值的選擇方法，如輪盤賭。解的適應(yīng)值應(yīng)保持非負(fù)，如果有負(fù)值的情況，可以通過下式轉(zhuǎn)化為最小化問題來求解： (23)其中是待解問題的目標(biāo)函數(shù)值(對應(yīng)蜜源的適應(yīng)度值)。 雇傭蜂時(shí)期：雇傭蜂對記憶中的食物源進(jìn)行定位，然后在食物源附近搜索通過比對，找到更好的食物源。 初始化時(shí)期: 利用偵察蜂初始化所有代表食物源的向量()，M為雇傭蜂的數(shù)量，設(shè)定控制參數(shù)。這種算法里面，目標(biāo)位置叫做一個(gè)可行解，目標(biāo)數(shù)量表示解的質(zhì)量。Seely于1995年提出了蜂群的自組織模擬模型。再配合比例控制就能提前將消除抑制誤差的控制，這樣就避免了控制中出現(xiàn)很大的超調(diào)量。有的元件慣性較大或者滯后作用較強(qiáng)，容易抑制誤差。當(dāng)積分控制和比例控制相結(jié)合，我們就可以使得系統(tǒng)順利進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，并且進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后沒有穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制就是將輸入信號(hào)積分后由比例控制調(diào)比之后再輸出。 比例控制P P（比例）控制是一種非智能化控制方式，這種控制方式中，控制器輸出正比于輸入。所以，我們換一種渠道，應(yīng)用新的算法去提高直流控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)或許可以收到事半功倍的效果?？刂破?、傳感器、變送器、執(zhí)行器、I/O接口構(gòu)成控制系統(tǒng)的基本單元。目前衡量各行業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志就是工業(yè)自動(dòng)化水平。所謂整定積分時(shí)間就是調(diào)積分的快慢，這要取決于對象的特性。I調(diào)節(jié)就是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)偏差時(shí)，不斷地向執(zhí)行器輸出進(jìn)入控制器偏差量的積分，由執(zhí)行器不斷地進(jìn)行被控量的校正，直到系統(tǒng)不再有偏差。過分強(qiáng)調(diào)微分調(diào)節(jié)，會(huì)降低系統(tǒng)的抗干擾能力，我們使用微分調(diào)節(jié)必須加入比例調(diào)節(jié)或者加入比例和積分調(diào)節(jié)組成PD控制器或者PID控制器。于是，積分調(diào)節(jié)往往要配合比例調(diào)節(jié)組成PI調(diào)節(jié)或組合比例和微分成為PID調(diào)節(jié)。I調(diào)節(jié)是一種提高無差度的調(diào)節(jié)方式，它的調(diào)節(jié)目的是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差。 現(xiàn)行PID控制存在的問題PID中P是比例的縮寫、I是積分的縮寫、D是微分的縮寫。從1960年開始水銀整流器為其供電。在這140年間，直流電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷優(yōu)化和完善。使得直流電機(jī)PID控制器更加安全、可靠、穩(wěn)定、高效。那么這樣一件工作可以完成么？答案是肯定的。比如，根據(jù)茅草發(fā)明了鋸子，根據(jù)魚的流線型身體完成了潛水艇的制造，根據(jù)蜘蛛織網(wǎng)使得互聯(lián)網(wǎng)的普及和推廣，根據(jù)蝙蝠的發(fā)聲定位原理發(fā)明了雷達(dá)等