改進粒子群算法及其在模糊控制器設計中的應用.pdf

1、模糊控制（FLC）技術(shù)具有控制器設計簡便、魯棒性強等特點，尤其適用于非線性系統(tǒng)控制。上世紀80年代以來，在理論和工程實踐方面均獲得了廣泛應用。FLC的最大優(yōu)點是在模糊集理論的基礎上，用語言描述那些難以用數(shù)學解析式描述的系統(tǒng)特性及控制方法，從而使得模糊控制能夠?qū)⑷说闹悄苤苯討糜诳刂七^程。然而，模糊控制器實質(zhì)上是一種基于專家經(jīng)驗的非線性控制器，如何準確確定各模糊集的隸屬度函數(shù)和模糊控制規(guī)則，至今仍缺乏有效的設計和調(diào)整方法。 針對傳

2、統(tǒng)模糊控制器存在的不足之處，本文提出基于粒子群優(yōu)化算法（PSO）的FLC設計。首先，針對基本PSO算法易陷入局部最優(yōu)的缺陷，通過分析慣性權(quán)重和學習因子對算法性能的影響，本文提出了一種改進算法：基于慣性權(quán)重和分段時變學習因子的PSO算法（WFPSO）。標準的Benckmark測試函數(shù)實驗表明，改進后的PSO算法提高了粒子的全局搜索能力，加快粒子的收斂速度。其次，將這種改進PSO算法應用于模糊控制器的設計中，在線自動調(diào)整模糊控制器的量化因子

3、ke、kec和比例因子ku，較好的實現(xiàn)系統(tǒng)快速—無超調(diào)的動態(tài)性能。 無刷直流電機是一種多變量和非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制由于參數(shù)不能隨著被控對象的變化而作相應的調(diào)整，很難滿足對它的精確控制。因此，本文把改進粒子群算法優(yōu)化的模糊控制器應用到無刷直流電機的控制中，就電機的啟動轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的快速性與傳統(tǒng)模糊控制系統(tǒng)進行對比研究。仿真結(jié)果表明，改進后的模糊控制器實現(xiàn)了電機啟動轉(zhuǎn)矩脈動小，轉(zhuǎn)速基本無超調(diào)、上升速度快、過渡時間短，系統(tǒng)具