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佳点集遗传算法及其在PID控制中的应用


□ 彭 勇 施 宁 林 浒

  (1.中国科学院 研究生院, 北京 100049;2.中国科学院 沈阳计算技术研究所, 沈阳 110171;3.中国人民解放军炮兵学院, 合肥 230031)
  
  摘 要:传统遗传算法具有收敛速度慢、局部寻优能力较差且容易出现“早熟”等现象,运用数论中的佳点集理论与方法对其进行改进。改进的算法通过生成一种具有良好多样性的均匀初始种群,构造出新型的佳点交叉算子和变异算子,使得在进化过程中子代可以更好地继承父代的优良特性,有效地改善了传统算法的全局收敛速度,避免了“早熟”现象的发生。将此改进算法应用于工业PID控制器的参数寻优,仿真结果显示出佳点集遗传算法明显提高了搜索速度,系统的动态性能和稳定性也有明显改善。
  关键词:佳点集;遗传算法;比例微积分控制器;参数寻优
  中图分类号:TP18;TP273 文献标志码:A
   文章编号:10013695(2009)02052403
  
  Goodpoint set genetic algorithm and its application to PID controllers
  
  PENG Yong1,2,SHI Ning3,LIN Hu2
  (1.Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;2.Shenyang Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110171, China;3.Artillery Academy of PLA of China, Hefei 230031, China)
  Abstract:On the basis of goodpoint theory,this paper proposed an improved approach to overcome the shortcomings of slowconvergence, incapability of optimization in the local area and easypremature with traditional genetic algorithm.Of the goodpoint set GA, the offspring could inherit the excellent gene from parents under the effect of an initial population established with diversity, newly designed crossover operator and mutation operator. The improved algorithm has superiority in speed, accuracy and overcoming premature. The simulation results show that the PID controller designed upon the goodpoint set GA greatly improves the search speed, and is of good dynamic quality and stability. ......
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