[发明专利]一种锅炉汽包水位PID参数的整定方法

摘要

一种锅炉汽包水位PID参数的整定方法，包括以下步骤：a.对于已知的给水流量对汽包水位的传递函数模型和PID控制器的传递函数模型，首先确定采样时间与采样次数，然后将传递函数进行Z变换，得到传递函数的差分方程形式；b.选择可以衡量PID调节参数是否最佳的适应度函数；c.初始化PID控制器的三个参数以及改进引力搜索算法的相关参数；d.运用改进引力搜索算法整定锅炉汽包水位PID控制器参数。本发明采用改进引力搜索算法来整定锅炉汽包水位的PID控制器参数，通过仿真研究证明，本方法优于工程整定方法和采用遗传算法优化PID参数的方法，具有更高的全局搜索能力，可使锅炉汽包水位控制效果更好，鲁棒性更强。

主权项

一种锅炉汽包水位PID参数的整定方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：a.对于已知的给水流量对汽包水位的传递函数模型和PID控制器的传递函数模型，首先确定采样时间与采样次数，然后将传递函数进行Z变换，得到传递函数的差分方程形式；b.选择可以衡量PID调节参数是否最佳的适应度函数：F=1J+β]]>其中，β为一常数，J为优化目标函数：J(k+1)=J(k)+ΔJΔJ=(w1+w4)|e(k)|+w2u2(k),eh(k)<0ΔJ=w1|e(k)|+w2u2(k),else]]>其中，J(0)＝w3tu,w1,w2,w3,w4，为权值，且w4＞＞w1，tu为系统的上升时间，e(k)为系统的偏差，u(k)为控制器的输出，eh(k)＝h(k)‑h(k‑1)，h(k)为被控对象输出；c.初始化PID控制器的三个参数以及改进引力搜索算法的相关参数改进引力搜索算法的核心迭代方程如下：vid(t+1)=randi×vid(t)+c1′×randi×aid(t)+c2′×randi×(gbest-xid(t))]]>xid(t+1)=c3′×randi×xid(t)+vid(t+1)]]>其中，表示个体i在d维空间上第t次迭代时的速度，表示个体i在d维空间上第t次迭代时的加速度，表示个体i在d维空间上第t次迭代时的位置，randi是(0,1)区间内的随机数，c′1、c'2和c'3表示权重因子，gbest表示在第t次迭代时所有个体中所处的最好的位置；d.运用改进引力搜索算法整定锅炉汽包水位PID控制器参数通过多次迭代找出一个使适应度函数值最大的个体，其个体对应的位置变量，即为所要寻找的PID控制器参数。