切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法

摘要

本发明公开了一种切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法，按照以下步骤实施：步骤1、根据实际问题确定相关的参数；步骤2、产生N组初始的PID参数；步骤3、对PID参数进行评价；步骤4、对每组PID参数进行调整处理；步骤5、对调整处理后的PID参数进行评价以得到当前的最优PID参数；步骤6、迭代得到最优的PID参数，使得切边圆盘剪重叠量偏差最小。本发明的方法，根据随机设置得到切边圆盘剪重叠量控制中的控制器参数，利用粒子群算法对其参数进行优化，得到最优的切边圆盘剪重叠量中的控制器参数，从而使得重叠量偏差达到最小。

主权项

一种切边圆盘剪的重叠量控制器参数优化方法，其特征在于，该方法依赖于一种重叠量控制系统，该重叠量控制系统的结构是，包括可编程控制器(1)，可编程控制器(1)分别与上位计算机(2)及触摸屏(3)交互连接，可编程控制器(1)另与操作台(4)连接，可编程控制器(1)还依次与变频器(5)、电机(6)、电机(6)上的负载(7)、位移传感器(8)首尾连接，构成一个闭合控制回路，利用上述的重叠量控制系统，按照以下步骤实施：步骤1、根据实际问题设置相关的参数包括设置最大迭代次数为H，H为整数；迭代次数初值h＝0；切边圆盘剪重叠量所允许的最小偏差为M；惯性因子为w；PID参数调整变化率的约束因子为μ；加速因子为c₁、c₂；PID参数范围为X_max；步骤2、产生N组初始的PID参数确定N组初始的PID参数X，X＝[X₁，X₂，…，X_i，…，X_N]'，其中的X_i＝[K_P，K_I，K_D]，对于这N组PID参数的确定是随机的，其中的K_P、K_I、K_D分别为PID控制中的比例、积分、微分系数；步骤3、对PID参数进行评价根据切边圆盘剪的重叠量控制中控制器的每一组PID参数，调用控制系统的适应度函数，计算出每一组控制器所控制的切边圆盘剪重叠量的偏差大小，作为每组及其全局最优PID参数的评价体系；将控制系统误差性能指标来当作适应度函数，根据不同的误差性能指标能得到不同的参数优化，选择PID参数控制中的积分时间和绝对误差性能指标来进行适应度求取，即：积分时间和绝对误差性能指标为：ITAE＝∫t|e|dt，其中的e为圆盘剪重叠量的偏差大小；步骤4、对每组PID参数进行调整处理在得到第i(i＝1，2，…，N)组及其全局最优PID参数后，接下来就是对这N组PID参数进行调整，调整工作通过PID参数调整方程进行，PID参数的调整方程为：V_i(t+1)＝w*V_i(t)+c₁*r₁(t)*(P_g(t)‑X_i(t))+c₂*r₂(t)*(P_i(t)‑X_i(t))，X_i(t+1)＝X_i(t)+μ*V_i(t+1)，|V_i(t)|≤V_max，X_i(t)≤X_max，其中，V_i(t)代表的是第t代的第i组PID参数调整变化率；X_i(t)代表的是第t代的第i组PID参数值X；w为惯性因子；c₁、c₂是加速因子；μ为PID参数调整变化率的约束因子；P_i(t)为i组的最优PID参数；P_g(t)为全局最优PID参数；r₁(t)、r₂(t)分别是在[1，0]之间的随机数；X_max为PID参数范围，是所有PID参数中每组参数所具有的取值范围；V_max是PID参数的调整变化率的范围，是每组PID参数调整变化率大小的界限，根据上述PID参数调整方程得到第h代的N组PID参数；步骤5、对调整处理后的PID参数进行评价以得到当前的最优PID参数根据得到的第h代的切边圆盘剪的重叠量控制中控制器的每一组PID参数，调用控制系统的适应度函数，计算出每一组PID参数所控制的切边圆盘剪重叠量的偏差大小；然后与当前的最优PID参数P_i(t)所得到的偏差进行比较，得到第i(i＝1，2，…，N)组偏差最小的PID参数，作为这一组的最优PID参数P_i(t)；最后将这N组最优PID参数进行比较，得到全局最优的PID参数P_g(t)；步骤6、若迭代次数小于最大迭代次数H，或全局最优PID参数所得到的切边圆盘剪重叠量的偏差大于初始设定的最小偏差M，则需要另外设置迭代次数h＝h+1，转到步骤4重新处理；否则即得到最终的最优PID参数，将电机的控制转速进行分段，然后对每段进行PID参数优化，实现对电机进行控制时根据其转速的不同使用不同的PID参数，达到最优控制。