[发明专利]基于蜻蜓算法的PID控制器优化方法

摘要

本发明公开了一种基于蜻蜓算法的PID控制器优化方法，把蜻蜓算法与PID控制器结合，将PID控制器待优化的三个参数作为蜻蜓个体的位置信息，利用蜻蜓群体寻找食物的过程作为寻优过程并以误差性能指标ITAE作为其适应度函数实现PID控制参数的优化，最终得到一组最优的控制参数对被控系统进行控制，解决传统PID参数优化方法易出现费时、震荡且不能保证所调参数最优的问题。

主权项

一种基于蜻蜓算法的PID控制器优化方法，将DA算法中每个蜻蜓个体的位置信息对应为PID控制器的一组参数，并把控制系统的性能评价指标ITAE作为算法的适应度函数，算法经过迭代寻优最后所找到的最优的个体位置即为所求的最优的一组参数，其具体步骤如下：A、对种群规模N、与待优化控制参数的个数相对应的空间维数d、最大迭代次数Max_iteration以及控制参数Kp、Ki、Kd的取值范围进行参数设置；B、随机初始化蜻蜓种群的位置X及步长向量ΔX；C、将蜻蜓个体的位置信息依次赋值给Kp、Ki、Kd，其中每个蜻蜓个体对应一组控制参数；D、运行PID控制系统，求出每组控制参数对应的ITAE性能指标值，作为种群中每个蜻蜓个体的适应度值；E、找出当前的最优个体和最差个体，将最优个体视为食物，将最差的个体视为外敌；F、更新邻域半径，更新每个个体的位置；若个体周围有邻近的个体，则更新个体的步长和位置；若当前个体领域内没有邻近个体，则通过随机游走的方式绕搜索空间飞行，并对个体位置进行更新；G、判断是否满足终止条件，若满足则结束，输出最优的ITAE值和最优的一组参数；否则返回步骤C继续迭代；H、把得到最优的一组参数带入公式得到PID控制器的传递函数。