[发明专利]一种基于天牛须搜索的自调节PID控制方法

摘要

本发明基于BAS的自调节PID控制器方法，首先，建立三维天牛须随机单位方向，然后，计算天牛左右两须在参数空间中的坐标：得到控制器参数迭代公式；将控制器参数迭代公式写成连续形式；对参数α进行归零处理，最后得到自调节BAS‑PID的控制量输出，即为u(t)＝K^T(t)E(t)。本发明提供的基于BAS的自调节PID控制器方法实现PID控制器的在线优化自调节，为PID控制器的在线优化调节提供一种简单实用的方法。由于BAS算法原理简单，核心代码只有4行，便于常规嵌入式控制器的程序实现。通过对BAS算法的参数进行简单设置，即可利用实时数据解决控制器参数的在线优化问题。

主权项

1.一种基于天牛须搜索的自调节PID控制方法，包括以下步骤：步骤S01：建立三维天牛须随机单位方向D：其中rands(3,1)表示三维参数空间随机列向量；步骤S02：计算天牛左右两须在参数空间中的坐标：其中K^t(t)＝[K_d(t)；K_p(t)；K_i(t)]为t时刻PID控制器参数向量；步骤S03：在BAS核心公式，中，其中F(x)为待优化函数，x为待优化向量，为归一化随机向量，n为x的维度，x^t为t时刻天牛的位置，x_l和x_r为天牛须左右须的位置，通过左右须的函数差值确定搜索梯度方向，得到控制器参数迭代公式为：步骤S04：将控制器参数迭代公式写成连续形式，其中T为采样步长；步骤S05：对参数进行归零处理：其中J为系统性能评价指标，J*为指标阈值，为给定更新步长，S06：得到自调节控制量输出为即为u(t)＝K^T(t)E(t)。