[发明专利]一种基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法和系统

权利要求书

1.一种基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法，其特征在于，包括：

步骤S101、根据第n-1代PID控制参数、第n-2代PID控制参数，以及，第n-1代PID控制参数对应的染色体适应度、第n-2代PID控制参数对应的染色体适应度，基于预设的优化模型，对第n代PID控制参数进行局部优化，得到第一PID控制参数；其中，n表示所述遗传算法的进化代数，n≥3，n为正整数；

步骤S102、对所述第一PID控制参数进行全局优化，得到第二PID控制参数；

步骤S103、若所述第二PID控制参数的染色体适应度未达到预设的适应度阈值，并且，n小于等于预设的终止进化代数，则将所述第二PID控制参数作为所述遗传算法的下一代PID控制参数，重复执行步骤S101～步骤S102对所述下一代PID控制参数依次进行局部优化、全局优化；

步骤S104、若所述第二PID控制参数的染色体适应度达到预设的适应度阈值，或者，n大于预设的终止进化代数，输出整定后的PID控制参数并终止所述遗传算法。

2.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法，其特征在于，所述基于预设的优化模型，对第n代PID控制参数进行局部优化，得到第一PID控制参数，具体为：

按照公式：

计算所述第一PID控制参数；

式中，k_n表示所述第一PID控制参数；k_n-1表示所述第n-1代PID控制参数；k_n-2表示所述第n-2代PID控制参数；FIT_n-1表示所述第n-1代PID控制参数对应的染色体适应度；FIT_n-2表示所述第n-2代PID控制参数对应的染色体适应度；η为预定义的系数。

3.根据权利要求1所述的基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法，其特征在于，

对所述第一PID控制参数进行全局优化，得到第二PID控制参数，具体为：

对所述第一PID控制参数进行染色体编码，得到所述第n代PID控制参数对应的染色体；

对所述第n代PID控制参数对应的染色体依次执行所述遗传算法的选择、交叉、变异操作，得到所述第二PID控制参数。

4.根据权利要求3所述的基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法，其特征在于，所述对所述第一PID控制参数进行染色体编码，得到所述第n代PID控制参数对应的染色体，具体为：

根据所述第一PID控制参数，按照公式：

计算所述第一PID控制参数的十进制参数；

式中，k_n(dec)表示所述第一PID控制参数的十进制参数，k_nMin表示所述第一PID控制参数的取值范围的最小值；k_nMax表示所述第一PID控制参数的取值范围的最大值；m表示预设的染色体编码精度；

将所述第一PID控制参数的十进制参数进行二进制转换，得到所述第n代PID控制参数对应的染色体。

5.根据权利要求3所述的基于改进遗传算法的PID控制参数的整定方法，其特征在于，所述对所述第n代PID控制参数对应的染色体依次执行所述遗传算法的选择、交叉、变异操作，得到所述第二PID控制参数，具体为：

对所述第n代PID控制参数对应的染色体进行排序，基于预设的选择系数对所述第n代PID控制参数对应的染色体进行选择，得到选择后的染色体；

基于预设的交叉系数，对选择后的所述染色体执行交叉操作，得到交叉后的所述染色体；

基于预设的变异系数，对交叉后的所述染色体执行变异操作，得到所述变异后的所述染色体；

对变异后的所述染色体进行解码，得到所述第二PID控制参数。