基于差分演化算法的控制系统反馈校正

作     者：李珲珲 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周永华

授予年度：2014年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：反馈校正 差分演化算法 GUI 可视化 MATLAB 

摘      要：在工业生产中,随着被控对象性能要求的提高,根据被控对象及给定的技术要求设计出的自动控制系统通常很难同时满足全部的目标参数。系统校正是一种改善系统整体特性的有效办法。在系统中不同的位置加入参数可变的校正装置,对应于各种校正方式。反馈校正是一种常用的控制系统校正方式。传统的反馈校正方法步骤复杂,计算量大,因此,寻找一种高效、简便的方法进行反馈校正装置的参数配置显得尤为重要。本文提出一种差分演化-遗传混合算法,用遗传算法的基因重组操作替换差分演化算法的交叉操作,以丰富差分演化算法的交叉方式并提高其局部搜索能力。简要介绍了三种不同连接方式下的控制系统反馈校正的设计思路,并将校正装置与待校正环节进行反馈连接,以频域的幅值裕度与相角域度作为控制参数,从而将控制系统的反馈校正问题转化成智能优化算法的寻求最优解的问题。针对于每一种连接方式,反馈校正装置又分别采取了低阶与高阶的结构,通过对比分析其寻优结果,确定更优的反馈校正装置的结构与参数配置。为了进一步简化系统校正的过程,本文使用MATLAB GUI完成了图形用户界面的设计。用户只需要输入系统的关键参数以及期望的控制参数,则可以得到相应的校正后的控制参数、校正装置参数和校正前后的Bode图与阶跃响应图,使得校正前后的性能更为方便直观。