[发明专利]基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制方法

权利要求书

1.基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制方法，包括含有单片机、PLC或其他微处理器的主控器、变压器和调功电路，其特征在于：变压器原边经可控硅调压器连接交流电源，控制中心经光耦隔离电路与可控硅调压器连接，可控硅调压器连接在变压器的原边电路中，与变压器原边连接的电压检测电路的输出端和电流检测电路的输出端均连接与控制中心相连接的乘法器，同时也均直接连接控制中心，控制中心设置储存加热功率与时间关系的工艺参数和基于遗传算法的调节比例积分参数的控制规则的存储模块、信号处理模块以及比例积分微分控制模块；

调功控制的步骤包含：

（01）首先根据需求提取实际生产过程中的工艺参数；

（02）根据优化需求对工艺参数进行预处理；

（03）根据获得数据进行遗传算法寻优运算；

（04）寻优结束，输出优化结果，根据优化结果进行功率调节。

2.根据权利要求1所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：步骤（03）的具体过程包括：

A、设置初始化参数最大迭代次数、种群规模、交叉概率、变异率；

B、建立目标函数：

C：选择编码方案将数据转换成遗传空间的基因型结构数据；

D：设定参数搜索范围的约束条件；

E：设定遗传算法寻优运算终止条件；

F：进行遗传算法寻优运算；

G：运算后判断是否达到终止条件，如达到则输出最优值，否则返回进行进一步寻优运算；

上述，

J: 目标函数值；

u(t)：为比例积分微分控制模块输出； u(t)的引入是为了限制控制器输出，以避免加热功率（主要是电流）过大，导致相关功率器件损坏，以及合成材料损毁；

t_r：上升时间，定义为调功系统功率输出p_O从0至第一次达到给定值的95%的时间；

e(t)：为给定功率与输出功率的偏差；

W₁、W₂、W₃：为权值，可根据具体情况作适当调整；

T：时间t的极值上限，为方便计算取无穷大；

t：是时间变量。

3.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程A中，最大迭代次数M设定于200代—300代，种群规模设定于20—30，交叉概率设定于0.6—1.0，变异概率设定于0.005—0.01。

4.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程C中，编码方案采用二进制编码或实数编码。

5.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程D中，参数搜索范围的约束条件为

K_P、K_I、K_D分别为比例系数K_P0、积分系数K_I0和微分系数K_D0的在线修正结果。

6.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程E中，遗传算法寻优运算终止条件为m>M，或者,

上述，

m表示进化次数；

X：种群；

J(X^m)为第m次进化后种群的平均目标函数值；

J(X^m+1)为第m+1次进化后种群的平均目标函数值；

ε：相邻两次进化平均目标函数值之差应该小于等于的给定的精度。

7.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程F中，随机选取初始种群后，采用岛屿模型对初始种群进行划分。

8.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的人造金刚石液压机调功控制系统，其特征在于：过程F中，按照目标函数计算个体适应度，采用Pareto优胜关系对种群中的个体进行排序。