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1、CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目：基于遗传算法的 PID 整定与研究 二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 自动化 班级： 07 自 Y 学生姓名： 王思凡 学号： 07121222 指导教师姓名：张燕红 职称： 评阅教师姓名： 职称： 2011 年 6 月KC021-1常州工学院毕业设计论文I摘 要PID 控制是工业过程中应用最为广泛的一种方法，而遗传算法是模拟自然界遗传机制和生物进化论而成的一种并行随机搜索的最优化的方法，它将“优胜劣汰、适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串连的群体中，按照所选择的适配值函数并通
2、过遗传中的复制、交叉及变异对个体进行筛选，使得适配值高的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体又继承了上一代的信息，又优于上一代，这样群体中的个体的适应度不断提高，从而得到全局最优解。通过适应度函数来确定寻优方向，与其他一些常规整定方法相比，遗传算法比较简便，整定精度较高。本文用遗传算法对 PID 进行整定与研究，对该系统进行了仿真，实验结果表明该种算法的有效性和优越性，也表明遗传算法是一种简单高效的算法，与传统的 PID 控制方法相比明显地改善了控制系统的各方面性能。关键词 PID 控制； 遗传算法； PID 参数整定；Matlab；常州工学院毕业设计论文IIAbstractPID cont
3、rol is the most widely used industrial process in a way, the genetic algorithm is to simulate the genetic mechanisms and biological evolution in nature made of a parallel random search optimization method. It survival of the fittest theory of biological evolution optimized the parameters of the intr
4、oduction of the encoding group in series.According to the adaptive value function which and through the heredity in duplication chooses, overlapping and the variation to the individual carries on screening, causes the adaptive value high individual to retain, forms the new community, the new communi
5、ty has inherited previous generations information, also surpasses the previous generation, in such communitys individuals sufficiency enhances unceasingly, thus obtains the globally optimal solution.Through the sufficiency function definite optimization direction, compares with other conventional in
6、stallation method, the genetic algorithm is quite simple, the installation precision is high.In this paper, genetic algorithm for tuning PID and study the simulation of the system, experimental results show that the effectiveness and superiority of the kinds of algorithms, but also show that the gen
7、etic algorithm is a simple and efficient algorithm, and compared the traditional PID control method significantly improved control over all aspects of system performance.Key words : PID control; genetic algorithm; PID parameter tuning; Matlab常州工学院毕业设计论文-III-目 录摘 要 .IAbstract.II目 录 .III第 1 章 绪论 .- 1
8、-1.1 课题研究背景 .- 1 -1.2 国内外研究现状 .- 1 -1.3 论文主要研究内容、目的和意义 .- 1 -第 2 章 PID 算法简介 .- 6 -2.1 PID 控制原理 .- 6 -2.2 PID 控制器的基本用途 .- 7 -2.3 PID 控制器的现实意义 .- 8 -2.4 PID 控制器的参数整定 .- 8 -2.5 本章小结 .- 10 -第 3 章 遗传算法的基本理论及研究 .- 11 -3.1 遗传算法的概念 .- 11 -3.2 标准遗传算法 .- 11 -3.3 遗传算法的模式定理 .- 12 -3.4 标准遗传算法的结构、特点和应用关键 .- 13 -3.5 本章小结 .- 16 -第 4 章 基于遗传算法的 PID 参数整定 .- 17 -4.1 Matlab 简介 .- 17 -4.2 基于遗传算法 PID 控制器参数整定设计 .- 18 -4.3 本章小结 .- 19 -第 5 章 基于遗传算法的 PID 仿真 .- 20 -5.1 遗传算法关键步骤的 Matlab 实现 .- 20 -5.2 基于二进制的遗传算法的 PID 仿真 .- 22 -5.3 基于实数制的遗传算法 PID 仿真
