一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法，涉及控制技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤一：构建分数阶PID控制器参数整定问题的目标函数；步骤二：通过混合优化算法确定所述分数阶PID控制器的参数；步骤三：分数阶PID控制器对氧化槽温度进行控制；其中步骤二中的混合优化算法为ACO‑PSO混合算法。本发明专利技术通过ACO‑PSO算法对分数阶PID控制器参数进行整定后，利用完成参数整定后的分数阶PID控制器对氧化槽温度控制系统中的控制对象进行控，提高了分数阶PID控制器参数优化效率、收敛速度以及分数阶PID控制器的控制性能，使得控制系统具有更小的超调量和稳态误差，更短的调节时间和上升时间，系统的抗干扰性能更强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法
本专利技术属于控制
，特别是涉及一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法。
技术介绍
受高寒地区海拔高、昼夜温差大、容易出现大风和大雪天气等条件的影响，氧化槽内的温度在不同季节、不同时间呈现出一定的差别，而温度又是氧化槽内细菌生存的必要条件，因此，为了提高冶金浸出率，必须提高生物氧化槽内细菌的活性，保持氧化槽内细菌最适宜的生存温度。比例-积分-微分控制器的算法是对人类简单而有效操作模式的总结和模仿，而且具有算法简单、鲁棒性强等优点，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。但是，工业生产中仍然有10％～20％的控制问题应用传统PID控制策略无法达到令人满意的效果，这些控制过程常具有非线性、强耦合性、大纯滞后等特点。分数阶PID控制是先进控制算法中一个比较新的研究方向，它作为分数阶微积分学发展的产物，在一些非线性的复杂系统的控制中，具有更加出色的性能和更广阔的应用前景。分数阶PID控制器有5个可调参数：Kp、Ki、Kd、λ和μ，其中λ和μ分别是积分阶次和微分阶次，而且λ和μ可以取任意实数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：构建分数阶PID控制器参数整定问题的目标函数；/n步骤二：通过混合优化算法确定所述分数阶PID控制器的参数；/n步骤三：所述分数阶PID控制器对氧化槽温度进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：构建分数阶PID控制器参数整定问题的目标函数；
步骤二：通过混合优化算法确定所述分数阶PID控制器的参数；
步骤三：所述分数阶PID控制器对氧化槽温度进行控制。


2.根据权利要求1所述的一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法，其特征在于，所述步骤一中的目标函数为：
u(t)＝KPe(t)+KID-λe(t)+KDDμe(t)；
其中，u(t)为控制器输出，KP是比例系数，KI是积分系数，KD是微分系数，λ为积分阶次，μ为微分阶次；且0＜KP≤100，0＜KI≤1，0＜KD≤100，0＜λ＜2，0＜μ＜2。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于分数阶控制器的氧化槽的温度控制方法，其特征在于，所述步骤二中的分数阶PID控制器的参数包括KP、KI、KD、λ和μ，所述混合优化算法为混合智能ACO-PSO算法，包括以下步骤：
S1：生成初始种群，初始种群包括初始粒子群和初始蚁群，初始粒子群规模为N，初始蚁群规模为m，初始种群规模为N+m；
其中，微粒i第k次迭代的位置为：微粒i第k次迭代时的速度为：
其中，i＝1,2,…,n；d＝1,2,…,D；
S2：计算适应度函数值，适应度函数公式如下：



其中，ey(t)＝y(t)-y(t-1)是给定值与系数输出的差值，y(t)为被控制对象的输出，tu为上升时间，w1、w2、w3和w4为权值；
基于计算出的适应度值对当前粒子群进行排序，得到个体极值与全局极值；计算微粒的最优位置，表示为计...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙朋，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65