[发明专利]核电PID控制系统控制参数自动寻优方法

权利要求书

1.一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

步骤1、获取核电PID控制系统的相关参数；

步骤2、根据输入的阶跃试验输入输出数据，寻求核电PID控制系统最优阶次及系统的模型参数；

步骤3、对控制器系统进行稳定性判断；

步骤4、利用多目标粒子群算法，获取控制器最优参数集；

步骤4.1、获取初始化粒子位置，计算适应度值；

步骤4.2、初始化历史最优Pbest为其本身和找出全局最优Gbest；

步骤4.3、根据位置和速度公式进行位置和速度的更新；

步骤4.4、重新计算适应度，并根据适应度更新历史最优Pbest和全局最优Gbest，并在收敛或达到最大迭代次数时，完成多目标粒子群算法，获得控制器最优参数集；

步骤5、从控制器最优参数集选取最优的PID参数。

2.根据权利要求1所述的一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，其特征在于：所述的步骤1中获取核电PID控制系统的相关参数包括：阶跃试验的输入输出数据，以及PID参数寻优范围数据；控制器的参数包括反馈类型，控制器输出限幅下限值，控制器输出限幅上限制，积分环节饱和下限值，积分饱和上限值以及积分类型。

3.根据权利要求1所述的一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，其特征在于：所述的步骤2中寻求核电PID控制系统最优阶次及系统的模型参数的具体步骤为：

步骤2.1、设定辨识模型；

设定辨识模型为：

A(z^-1)y(k)＝B(z^-1)u(k-d)+ξ(k)

式中，ξ(k)为白噪声，结构参数n_c，n_b和d均未知，且

步骤2.2、利用自适应最小二乘辨识方法，寻找系统的最优阶次及系统的模型参数；

设n_c＝n_b＝n，d＝0，根据可测量的输入输出，确定如下2n个参数：

a₁ a₂ … a_n b₁ b₂ … b_n

将上述对象写成最小二乘形式：

式中，为数据向量，θ为待估参数向量，且

现有L组输入/输出观测数据(y(k)，u(k)，k＝1，2，…，L}，利用批处理法得到系统参数的最小二乘估计为

式中

4.根据权利要求1所述的一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，其特征在于：所述的步骤4.3中根据位置和速度公式进行位置和速度更新的具体步骤为：

位置的更新公式为：

present(k)＝present(k-1)+v

其中：present(k)为粒子当前的位置，present(k-1)为粒子上一次的位置，v为粒子速度，k为粒子更新次数；

速度的更新公式为：

v＝wv+c₁*rand₁*(pbest-present)+c₂*rand₂*(gbest-present)

其中，c₁为惯性因子，rand₁为介于0～1之间的随机数，present为粒子当前的位置，c₂为学习因子，rand₂为介于0～1之间的随机数，pbest为粒子本身经历过的最优位置，gbest为粒子群经历过的最优位置。

5.根据权利要求1所述的一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，其特征在于：所述的步骤4.1获取初始化粒子位置，计算适应度值的具体步骤为：

随机生成均匀分布，初始化粒子位置，每个位置代表一组控制器参数，并获取相关性能指标。