文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
基于改进思维进化算法的控制器优化设计研究
姓名:谢懿
申请学位级别:硕士
专业:模式识别与智能系统
指导教师:王宁
20060801
摘要思维进化算法是模拟人类思维过程提出的一种很有潜力的新型演化算法。由于这类方法具有简单、易操作、需求低、并行性等特点,目前已经在求解数值优化问题上以及⒊N⒎址匠套榻:蚃鞫任侍獾确鞘涤呕侍馍得到成功的应用。但是,思维进化算法在理论和技术上还存在不足和缺陷,影响了其进一步的应用。本文对思维进化算法及应用进行了研究,主要工作包括:凼隽私惴ǖ牟⒎⒄购拖肿匆约肮ひ倒炭刂破饔呕杓品矫的研究概况:介绍了思维进化算法基本原理和方法,给出了思维进化算法存在的问题以及对其进行改进研究情况。猿9嫠嘉惴ǖ牟蛔悖谠兴惴ǖ目蚣苌希尤胱缘髡僮鳎提出了一种自调整思维进化算法,并将该算法运用到目前工业生产过程中仍广泛使用的刂破鞑问呕杓浦校缘湫偷氖芸囟韵蠼辛朔抡媸笛椋峁表明该算法的有效性。缘髡嘉惴ㄓ糜谀:齈控制系统的优化设计。对模糊控制器进行了简化处理,利用对参数进行寻优,构成ず齈控制器。仿真结果表明,经过优化的控制器取得了良好的控制效果,达到了优化设计的目的。攵愿丛拥亩啾淞慷韵螅谧缘髡嘉惴ㄌ岢鲆恢侄啾淞可窬控制器的参数优化整定方法,对复杂多变量对象一火电单元机组进行了仿真试验的研究,结果表明优化整定后的控制器在性能上有了明显提高。关键词:进化计算,思维进化算法,自调整,控制器,参数优化Ⅱ
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致谢谢懿值此论文完成之际,首先感谢我的导师王宁研究员和先控所。两年来,王老师为我提供了一个宽松、和谐的研究环境,引导我在科研工作中一步步前进。在生活中,王老师也给予我关怀和热情鼓励,使在我遇到困难的时候鼓起勇气,努力完成学业,谆谆教导,铭记在心。王骥程先生、王树青教授、张建明副研究员都给过我热情的帮助和指导,在此表示诚挚的感谢。感谢陈铭、徐丰、陈庆更、黄少锋、杜亚萍、黄亮、陶吉利,感谢徐业建、潘彩霞、俞金妹、严家玉、赵进惠、曾建武、吴献东、李双彬、付秀云、孙磊,感谢实验室里的每一个人,他们在我的学习过程中给予了真诚无私的帮助,共同营造了美好的学习氛围。感谢两年来与我生活在同一寝室的江文德、潘文斌、陈玉伦同学,他们是我的良师益友,在学习和生活中给了我许多热心的帮助,跟他们在一起的日子非常愉快。感谢我父亲、母亲的养育和教诲,感谢我姐姐的关爱和支持,他们用最大的努力帮我完成学业,付出了很多心血。对所有关心和帮助过我的同学和朋友们表示感谢。年掠诠た乩下
第一章绪论言提要引本章介绍了进化计算的发展、特点以及前景,思维进化算法的产生和应用,概述了在工业控制过程中控制器参数整定的方法,并介绍了本文的主要工作。关键词:进化计算,思维进化算法,参数优化智能算法是一种借鉴和利用自然界中自然现象或生物体的各种原理和机理而开发的,并具有自适应环境能力的计算方法,衡量智能算法智能程度高低的关键在于其处理实际问题时所表现出来的学习能力的强弱。智能算法的发展已有悠久的历史,早期发展起来的符号主义、联结主义、进化计算、模拟退火算法作为经典智能方法的主要研究学派,至今仍在计算智能领域占据着重要位置,并已取得丰硕的理论与应用成果【”。进化计算的发展,使得经典计算智能的研究热潮再度掀起,使智能算法成为当今研究的热点,并已发展成为多学科、多智能交叉融合、渗透的信息与计算研究领域。工业过程中,为了使得控制系统尽可能达到最优的控制性能,从而得到更大的经济效益,在控制系统投入运行的时候,必须要对系统的配置进行优化。而控制器参数的设置对工业生产控制系统的性能影响很大,若选取不当,会使得整个系统的性能下降,甚至还会引起系统不稳定。所以如何选取最佳的控制器参数,一直是科研工作者和工程技术人员感兴趣和研究的课题。随着控制系统的日益复杂,控制器参数整定等这类在理论上可以用最优化理论来描述的优化问题,已经难以用传统优化方法求解,所以人们一直不断致力于寻找更好的优化方法。过去的几十年里,优化方法领域得到了长足的发展,许多新的优化方法尤其是智能优化方法不断涌现。目前常规的优化方法主要有三种类型:解析法、枚举法退婊。解析法需要目标函数的导数信息而且只能寻找局部极值,故其鲁棒性能较差;枚举法克服了解析法的两个缺点,但是其计算效率太低,对于一个实际的问题,常常由于太大的搜索空间而不可能将所有的情况都搜索到;而随机法则是通过在搜索空间中随机
进化计算维进化算法的产生、发展和现状,然后论述了控制系统设计中的控制器参数优化地漫游并随时记录下所取得的最好结果,出于效率的考虑,这类方法搜索到一定程度便终止了,所得的结果一般都不是最优值。智能优化算法自问世以来,以其智能高效的寻优能力和广泛的适用性受到了研究者的关注