[发明专利]一种基于遗传算法的PID控制器参数优化方法及电机

说明书

本发明涉及一种基于遗传算法的PID控制器参数优化方法及电机，两个PID控制器串级控制，通过设置不同的控制参数，将Kp1、Ki1、Kd1、Kp2、Ki2、Kd2进行二进制编码后组合为多个不同个体，且形成初始种群，确认初始种群中的各个体的适应度，根据适应度选择相应的个体依次进行复制、交叉、变异操作后，形成下一代种群，并对下一代种群迭代执行S2和S3，当迭代过程结束，最后所产生的种群中具有最大适应度的个体作为最优解个体，所述最优解个体的K_p1、K_i1、K_d1、K_p2、K_i2、K_d2作为最优控制参数，以此最优控制参数来控制被控对象，其优化效率高且计算精度高，且在电机上应用该方法后，可将电机的力矩和速度快速调整至最佳状态。

技术领域

本发明涉及PID控制器领域，特别涉及一种基于遗传算法的PID控制器参数优化方法及电机。

背景技术

PID控制器是一个在工业控制中常见的反馈回路部件，按偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)、微分(Derivative)线性组合的方式进行控制。PID控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史，由于PID控制器结构简单，稳定性好，使用中不需精确的系统模型等先决条件的特点，现在仍然是应用最广泛的控制器。

目前，在对PID控制器的参数进行优化的主要方法是手动整定方法，需要用户具有熟练的技巧，且比较费时，参数精度也不高，特别是当被控对象特性发生变化时，由于PID调节器不能对这种变化进行实时优化，其参数需要重整定达到最佳，可见，现有的对PID控制器的参数优化过程效率不高，且精度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于遗传算法的PID控制器的参数优化方法及电机。

本发明的基于遗传算法的PID控制器参数优化方法的技术方案如下：

S1、两个PID控制器串级控制，通过设置不同的控制参数，将K_p1、K_i1、K_d1、K_p2、K_i2、K_d2进行二进制编码后组合为多个不同个体，且形成初始种群；

S2、确认所述初始种群中的各个体的适应度；

S3、根据所述适应度选择相应的个体依次进行复制、交叉、变异操作后，形成下一代种群；

S4、对所述下一代种群迭代执行S2和S3，当迭代过程结束，最后所产生的种群中具有最大适应度的个体作为最优解个体，所述最优解个体的K_p1、K_i1、K_d1、K_p2、K_i2、K_d2作为最优控制参数；

其中，K_p1、K_i1、K_d1分别表示第一PID控制器的比例控制参数、积分控制参数、微分控制参数，K_p2、K_i2、K_d2分别表示第二PID控制器的比例控制参数、积分控制参数、微分控制参数。