[发明专利]一种基于改进遗传算法的超超临界机组主汽温PID控制方法

权利要求书

1.一种基于改进遗传算法的超超临界机组主汽温PID控制方法，其特征是：所述的方法中包括改进遗传算法，所述的改进遗传算法包括以下步骤：

Step1:建立PID参数整定问题数学模型，包括目标函数和约束条件；

Step2:设置遗传参数，包括种群大小、进化代数、选择压力、交叉概率范围、变异概率范围；

Step3:采用实数编码方式编码PID参数并设置参数上、下限；

Step4:建立均匀设计表，并根据均匀表对种群初始化，产生初始种群Pini；

Step5:判断适应度是否收敛，收敛则终止程序，不收敛则进入下一步骤；

Step6:计算每一代种群中个体的适应度

Step7:采用线序排序算子和精英选择策略选择优秀个体；

Step8:采用Sigmoid函数公式计算交叉概率P_c：概率调整曲线采用Sigmoid函数，其计算公式为

Pct=Pc1-Pc1-Pc21+e-β(t/T-Ns)]]>

式中，P_c1为初始交叉概率，P_c2为终止交叉概率，β为形状因子，设定为20；Ns为分界点，设定为0.25；

Step9:采用非均匀线性交叉算子产生新的基因；

Step10:采用Sigmoid函数公式计算变异概率P_m：概率调整曲线采用Sigmoid函数，其计算公式为

Pmt=Pm1+Pm2-Pm11+e-β(t/T-Ns)]]>

式中，P_m1为初始变异概率；P_m2为终止变异概率；β为形状因子，设定为20；Ns为分界点，设定为0.25；

Step11:采用高斯变异算子产生新的基因；

Step12:记录最个体、最佳适应度和子代种群信息；

Step13:判断是否达到最大进化代数，若否则返回Step6，重复以上运算过程直到达到最大进化代数；

Step14:获得最优解，终止遗传算法优化程序。

2.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的超超临界机组主汽温PID控制方法，其特征是：所述的步骤Step4包括以下子步骤：

Step4-1：给定均匀设计表的水平数n，当n为奇数时，生成一组由正整数向量H_n＝{h₁，h₂，…，h_m}，其中h比n小，且它们的最大公因素为1；当n为偶数时，先构造均匀设计表和向量H_n+1；

Step4-2：构造均匀设计表中第j列，其个体计算公式为χ_ij＝(i*h_j)(mod(n))，其中mod表示同余运算，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，m，同余运算可以保证个体落在区间[1，n]，从而得到了均匀设计表的U_n×m矩阵，当n为偶数时，产生矩阵U_(n+1)×m；Step4-3：采用L₂-偏差函数CD₂(P)来测试其均匀性，选出均匀性做最好的s列构成均匀设计表其函数方程为

CD2(P)=[(1312)s-2nΣi=1nΠj=1s(2+|xij-12|+]]>

|xij-12|2)+1n2Σk=1nΣi=1nΠj=1s(1+12|xkj-12|]]>

+|12xij-12|-12|xkj-xij|)]12]]>

Step4-4：通过均匀设计表产生遗传算法初始种群，其中s为参数个数，需要根据参数搜索问题进行设定，种群大小为n，可构造一个s因素n水平的均匀设计表，使初始种群中的个体均匀分布在s维空间。