资源简介
本文在介绍PID控制系统参数的优化方面提出了一种新型的优化方式,即将粒子群PSO算法引进参数的优化设计中,本文具体做了以下几个方面的工作:
(1)利用经典控制系统原理对PID控制算法的参数进行初步给定;
(2)采用粒子群算法并且利用SIMULINK的仿真工具对PID参数进行优化,得出系统的响应曲线。
(3)将优化后系统的性能与优化前系统性能进行比较,得出经过PSO优化的系统的性能得到提高。

代码片段和文件信息
%% 清空环境
clear
clc
%% 参数设置
w = 0.6; % 惯性因子
c1 = 2; % 加速常数
c2 = 2; % 加速常数
Dim = 3; % 维数
SwarmSize = 5; % 粒子群规模
ObjFun = @PSO_PID; % 待优化函数句柄
MaxIter = 5; % 最大迭代次数
MinFit = 0.1; % 最小适应值
Vmax = 1;
Vmin = -1;
Ub = [300 300 300];
Lb = [0 0 0];
%% 粒子群初始化
Range = ones(SwarmSize1)*(Ub-Lb);
Swarm = rand(SwarmSizeDim).*Range + ones(SwarmSize1)*Lb % 初始化粒子群
VStep = rand(SwarmSizeDim)*(Vmax-Vmin) + Vmin % 初始化速度
fSwarm = zeros(SwarmSize1);
for i=1:SwarmSize
fSwarm(i:) = feval(ObjFunSwarm(i:)); % 粒子群的适应值
end
%% 个体极值和群体极值
[bestf bestindex]=min(fSwarm);
zbest=Swarm(bestindex:); % 全局最佳
gbest=Swarm; % 个体最佳
fgbest=fSwarm; % 个体最佳适应值
fzbest=bestf; % 全局最佳适应值
%% 迭代寻优
iter = 0;
y_fitness = zeros(1MaxIter); % 预先产生4个空矩阵
K_p = zeros(1MaxIter);
K_i = zeros(1MaxIter);
K_d = zeros(1MaxIter);
while( (iter < MaxIter) && (fzbest > MinFit) )
for j=1:SwarmSize
% 速度更新
VStep(j:) = w*VStep(j:) + c1*rand*(gbest(j:) - Swarm(j:)) + c2*rand*(zbest - Swarm(j:));
if VStep(j:)>Vmax VStep(j:)=Vmax; end
if VStep(j:) % 位置更新
Swarm(j:)=Swarm(j:)+VStep(j:);
for k=1:Dim
if Swarm(jk)>Ub(k) Swarm(jk)=Ub(k); end
if Swarm(jk)
end
% 适应值
fSwarm(j:) = feval(ObjFunSwarm(j:));
% 个体最优更新
if fSwarm(j) < fgbest(j)
gbest(j:) = Swarm(j:);
fgbest(j) = fSwarm(j);
end
% 群体最优更新
if fSwarm(j) < fzbest
zbest = Swarm(j:);
fzbest = fSwarm(j);
end
end
iter = iter+1; % 迭代次数更新
y_fitness(1iter) = fzbest; % 为绘图做准备
K_p(1iter) = zbest(1);
K_i(1iter) = zbest(2);
K_d(1iter) = zbest(3);
end
%% 绘图输出
figure(1) % 绘制性能指标ITAE的变化曲线
plot(y_fitness‘LineWidth‘2)
title(‘最优个体适应值‘‘fontsize‘18);
xlabel(‘迭代次数‘‘fontsize‘18);ylabel(‘适应值‘‘fontsize‘18);
set(gca‘Fontsize‘18);
figure(2) % 绘制PID控制器参数变化曲线
plot(K_p)
hold on
plot(K_i‘k‘‘LineWidth‘3)
plot(K_d‘--r‘)
title(‘Kp、Ki、Kd 优化曲线‘‘fontsize‘18);
xlabel(‘迭代次数‘‘fontsize‘18);ylabel(‘参数值‘‘fontsize‘18);
set(gca‘Fontsize‘18);
legend(‘Kp‘‘Ki‘‘Kd‘1);
属性 大小 日期 时间 名称
----------- --------- ---------- ----- ----
目录 0 2018-04-22 00:10 程序\
文件 29558 2010-08-22 18:38 程序\PID_Model.mdl
文件 2585 2014-11-19 15:29 程序\PSO.m
文件 174 2010-08-22 18:38 程序\PSO_PID.m
文件 539169 2018-04-22 00:09 基于PSO算法的PID控制器设计与实现论文.docx
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