[发明专利]采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法

权利要求书

1.采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，包括单值中智余弦相似度量和遗传算法两个部分，其中单值中智余弦相似度量包括如下步骤：

S1：建立单值中智隶属函数

选定三角形和梯形隶属函数用于中智化过程，选定六种瞬态特性的隶属函数作为特性集C＝{C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆}，可以根据实际应用对象确定单值中智集中的T_i，I_i和F_i(i＝1,2，...，6)隶属函数的类型及其范围值，通过隶属函数可以得到单值中智集S＝{<C₁,T₁,I₁,F₁>,<C₂,T₂,I₂,F₂>,<C₃,T₃,I₃,F₃>,<C₄,T₄,I₄,F₄>,<C₅,T₅,I₅,F₅>,<C₆,T₆,I₆,F₆>}，那么理想的单值中智集S^*＝{<C₁,1,0,0>,<C₂,1,0,0>,<C₃,1,0,0>,<C₄,1,0,0>,<C₅,1,0,0>,<C₆,1,0,0>}；

S2：单值中智余弦相似度量

S和S^*之间的余弦相似度量可以定义为：

遗传算法的步骤包括：随机生成N个K_p，K_i和K_d值的解集作为初始种群，通过选择、交叉、变异寻找最优K_p，K_i和K_d值，以达到适值函数的最小值(minf)。

2.根据权利要求1所述的采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，还包括PID控制器，PID控制器输出如下：

3.根据权利要求1所述的采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，S1中包含六种瞬态特性隶属函数。

4.根据权利要求1所述的采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，为了获得PID控制系统的最优控制性能，作为最小函数值的优化问题，可以建立如下的适值函数：minf＝1-Cs(S,S^*)，然后，在PID控制器中使用三个参数K_p，K_i，K_d的实值编码。

5.根据权利要求1所述的采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，为了显示所提PID参数整定方法的有效性,给出以下开环传递函数：

6.根据权利要求1所述的采用单值中智余弦相似度量和遗传算法的PID参数整定方法，其特征在于，遗传算法的搜索参数范围被定为1≤K_p≤30,0≤K_i≤30,0≤K_d≤30，种群大小N＝20，交叉概率P_c＝0.9，变异概率P_m＝0.1，运算终止条件为f＝0.017。