非线性MIMO PID控制器参数多目标优化方法技术

本发明专利技术公开一种非线性MIMO?PID控制器参数多目标优化方法。特征是：1.优化目标为：在满足最大超调量小于设定值50％和静态误差小于设定值1％的前提下，使得误差累积和最小，且能耗最低；2.采用多目标遗传算法进行优化问题求解；算法改进包括引入四进制编码、新型交叉和变异算子以及基于自适应密度信息的精英保留和维护策略；3.依方法中提供的算法参数取值范围进行设置并优化控制器参数。本发明专利技术具有无需反复调试，在给定模型下对参数进行多目标优化，快速找出静态误差小、超调量小、能耗低的参数，且方法直观、易于操作及多变量控制对象的扩展，一阶时滞模型及PID控制器广泛适用于现有工业过程，对象模型便于工业测量的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及--种非线性MIMO PID控制器参数多目标优化方法。
技术介绍
工业生产过程中普遍存在具有时滞的多输入多输出(MIMO)过程。由于各输出通道之间存在耦合作用，使得大多数已发展的单变量控制方法很难用于多变量过程，如何实现解耦调节和控制是过程控制领域中的研究难题。目前，通过设置静态解耦和动态解耦控制器，并基于单位反馈闭环控制结构可以进行解耦控制器设计，也取得了一些好的控制效果，但这些方法推导麻烦，很难进行工程实际应用推广。具有η维输入m维输出的多变量闭环控制系统如附图说明图1所示。图中，ri(t)，i = 1，2，...，11为设定值叫(0，1 = l，2，...，m为操作变量；yi(t)，i = l，2，...，m为系统输出，G(s)为过程传递函数矩阵，G。(s)为全维控制器矩阵，如下式(1)、(2)所示 gu(s) Snis)权利要求1. 一种非线性MIMO PID控制器参数多目标优化方法，其特征在于包括带约束的多目标函数设置、约束处理、获取Pareto优化解(1)目标函数设定目标函数如(5)式所示2.根据权利要求1所述的非线性MIMOPID控制器参数多目标优化方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非线性ＭＩＭＯ　ＰＩＤ控制器参数多目标优化方法，其特征在于：包括带约束的多目标函数设置、约束处理、获取Ｐａｒｅｔｏ优化解：（１）目标函数设定目标函数如（５）式所示：＊＊＊ｓ．ｔ．　　　Ｏｉ，ｍａｘ≤５０％ｒｉ（ｋ）（５）　　　　　　　｜ｅｉ，ｓｓ｜≤１％ｒｉ（ｋ）　　　　　　　ｉ＝１，２，Ｌ　ｎ式中，ｅｉ（ｋ）＝ｒｉ（ｋ）－ｙｉ（ｋ）为控制系统的偏差，ｕｉ（ｋ）为控制器输出，ｒｉ（ｋ）为设定值，ｅｉ，ｓｓ为静态误差，为最大超调量；（５）式的优化目标为：在满足最大超调量小于设定值５０％和静态误差小于设定值１％的前提下，使得误差累积和最小，且能耗最低；（２）约束处理由于目标函数中包含了两个...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶吉利，朱勇，刘小英，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：97