[发明专利]轴向混合磁轴承鱼群算法分数阶PID控制器的构造方法

权利要求书

1.一种轴向混合磁轴承鱼群算法分数阶PID控制器的构造方法，其特征是采用以下步骤：

1）将轴向混合磁轴承的轴向位移信号z与给定的轴向位移参考位置信号z*比较得到位移偏差信号e，将位移偏差信号e输入至控制律是 的常规分数阶PID控制器，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数，λ为微分阶次系数，μ为积分阶次系数，e（t）为t时刻的位移偏差，D为微积分算子，，为t时刻输出的力信号控制量；

2）设定鱼群规模M=20、视野范围visual=1、移动步长step=0.5、拥挤度因子p=1、最多尝试次数maxtry=10、最大迭代次数T_max=100；定义第i条人工鱼个体的状态变量X_i，每条人工鱼的状态包括比例系数K_p、积分系数K_i 、微分系数K_d、微分阶次系数λ和积分阶次系数μ这五个信息量；

3）按照公式    计算初始鱼群，使初始人工鱼群在水域中均匀分布， 是第i条人工鱼的第k个分量，i=1,2，…，M，k=1,2,3,4,5，n=20，分别为X_i（k）的上界与下界；

4）根据公式计算当前时刻 t 的人工鱼食物浓度，i=1,2,3,…,M，是轴向混合磁轴承采样时刻t的位移偏差，是t时刻的位移偏差的平方值，是t时刻常规分数阶PID控制器输出的力信号，，是t时刻输出调制后的位移输出量，是t-1时刻输出调制后的位移输出量，t_u为上升时间；

5）计算当前时刻t人工鱼群视野visual和移动步长step，当前时刻人工鱼群视野visual和移动步长step按照下式进行动态调整：，，，T_t为当前迭代次数，为最大迭代次数100，s的取值范围为[1,35]；

6）每条人工鱼执行觅食、聚群、追尾运算以更新自己的位置；

7）若迭代次数小于100次，则跳到步骤3）继续，否则，输出最优比例系数K_p、积分系数K_i 、微分系数K_d，微分阶次系数λ和积分阶次系数μ，并施加当前控制量F_z^*，完成轴向混合磁轴承鱼群算法分数阶PID控制器的构造。