文档介绍：维普资讯
第卷第期计算机仿真年月
三。一
控制系统模型简化及参数寻优的仿真
堡丛波
摘要本文应用随机数直接搜索的单纯形最优化方法将系统高阶模型简化为低阶等技模型,并对控制系统
调节器参数进行在线寻优。谆方法的主要特点是:编程简单、有较宽的初值选择范围、搜索的结果可靠
关曩词化垄最优化方法携孽% 专五
引言
对于复杂的工业控制对象,描述其特性的模型也相对复杂,然而对同一种工业对象可采用若干不同阶
次的模型来描述如果某一对象有两种不同的模型,在相同的输凡和相同的调节器作用下其闭环调节曲
线的形状相同即过渡过程的性能指标相同,则可认为这两种模型是等价的模型简化是控制系统分析与
设计中的一项重要内容,若能用低阶的模型等效地描述一个高阶的系境,那么系统的分析与设计工作将大
为简化。目前,模型降阶的方法有多种,通常采用间接法和直接法在线寻我最优等效模型参数本文通过仿
真实验将一种采用随机数直接搜索的最优化方法应用于模型简化及调节器参数寻忧
法的基本思想和迭代步骤
采用随机数直接搜索的单纯形最优化方法简称为』法是和在年提出来的
在此,对该方法的基本思想和造代步骤作如下简述。
. 法的基本思想
选择组一般为参数,≤组目标函数值,从其
中挑选出相对最佳目标函数值所对应的那一组参数,并以这一组参数作为下一次造代的初始值,同时将各
,这样循环造代下去,直至目标函数满足要求为止
. 法用于模型简化的迭代步骤
读凡原模型的输出数据,存放于/数组“一,⋯,本文设一;读凡或由机器产生
. ~ .之间,用, 数组存放随机数其中一,,⋯;】一
,,⋯
设系统或对象模型参数为,—,⋯,为需要确定的参数的个数,其初值为”,选
,即
陈样光,硬士,副教授,北京理工大学化工与材料学院
姜波,讲师,北京理工大学化工与材料学院。
本文收稿日期:
维普资讯
. · 【。
设定目标函数和约束条件:原模型的输出为,简化模型的输出为, 为采样点数,目标
函数为

一∑一
对于模型的约束条件应根据实际情况设定,如设模型中的参数为大于某一正数,⋯
从随机数阵,中取出第一组随机数,按下式计算模型参数值。
尉“一一,· “
上式中:: 迭代次数
一。⋯
: ....·
将计算出的模型参数值,经约束条件检验合格后再带入简化模型计算出:按式计算目标函
数值,再取出第二组随机数,重复上述计算,直至循环计算次后≤,因为除去不满足约束条件的参数
组,从个目标函数值中挑选出最佳的一个所对应的一组模型参数,作为第二次迭代计算的初值。
在每一次选代计算结束后,将搜索参数的变化范围缩小。倍,即
,一· 一
上式中:。
迭代次数增即一,重复步骤至,直至迭代次数增加到设定值时,即可
停止
. 法用于调节器参数寻优的选代步骤
本文设调节器为谓节作用。
读人或由机器产生个随机数,并使其数值在一.~ .之间用,数组存放随机
数其中一,,⋯: ,⋯
设谓节器参数为,—,...·,为需