非线性水力机组控制参数的改进粒子群优化方法

摘要

本发明公布了一种非线性水力机组控制参数的改进粒子群优化方法，所述方法包括如下步骤：初始化粒子群；利用每个粒子所代表的PID参数，进行水力机组过渡过程的计算，然后分别计算每个粒子的加权适应度；对每个粒子的加权适应度进行比较，得出粒子群群体的全局最优位置，最差位置和每个粒子个体的最优位置；进行每个粒子速度的更新；对每个粒子的位置进行更新；直到达到所设定的最大迭代代数。本发明将所提出的改进粒子群算法应用到非线性水力机组PID控制参数的优化设计，计算结果表明了改进粒子群算法对于非线性系统控制参数的优化设计是一种有效的方法。

主权项

一种非线性水力机组控制参数的改进粒子群优化方法，其特征在于包括如下步骤：(1)初始化粒子群，每个粒子的维数为3；最大迭代代数为50代；每个粒子的位置分别代表水力机组的3个控制参数Kp，Ki，Kd，设定Kp，Ki，Kd的变化范围均为[0‑10]；扰动实验的类型分别为5％频率扰动和10％负荷扰动；两种扰动实验条件下水力机组过渡过程的持续时间ts均为15秒；(2)利用每个粒子所代表的PID参数，进行水力机组过渡过程的计算，然后分别计算每个粒子的加权适应度；对每个粒子的加权适应度进行比较，得出粒子群群体的全局最优位置，最差位置和每个粒子个体的最优位置；(3)按照以下改进的公式进行每个粒子速度的更新；Vik(g+1)＝w(g)*Vik(g)+c1*r1*(Pik(g)‑Xik(g))+c2*r2*(Pgk(g)‑Xik(g))+c3*r3*(Pak(g)‑Xik(g))其中，所述粒子群由m个粒子组成，每次迭代时，这m个粒子的位置可以表示为：(P1，P2，Λ，Pm)，这m个粒子位置的名义平均位置为： P a ( g ) = Σ i = 1 m - 2 X i ( g ) m - 2 ; 所述粒子群具有混沌特性的惯性权w由Logisic映射产生，其表达式为：w(g+1)＝4*w(g)*(1‑w(g))；(4)按照下式对每个粒子的位置进行更新：Xik(g+1)＝Xik(g)+Vik(g+1)；依次重复进行步骤(2)，(3)，(4)直到达到所设定的最大迭代代数，其中，c1，c2，c3为非负常数，r1，r2和r3为(0，1)之间的随机数。