本文關(guān)鍵詞：基于二進(jìn)制極值優(yōu)化的分?jǐn)?shù)階PID控制方法及其應(yīng)用研究

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【摘要】：基于分?jǐn)?shù)階微積分理論的系統(tǒng)建模與控制方法比傳統(tǒng)的整數(shù)階方法更具優(yōu)勢,因此近年來受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究應(yīng)用。如何對復(fù)雜控制系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階控制器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得最優(yōu)控制性能具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值,因而已成為控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和研究難題之一。從進(jìn)化計(jì)算的角度研究該難題為實(shí)際工程控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與高效運(yùn)行提供了一種新穎且有效的研究思路,但國內(nèi)外相關(guān)研究成果還十分有限。極值優(yōu)化(Extremal optimization,EO)作為一種新穎的進(jìn)化算法,在各類基準(zhǔn)測試問題和實(shí)際工程優(yōu)化問題中得到了較為成功的應(yīng)用,但在分?jǐn)?shù)階控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還未見相關(guān)研究報(bào)道。因此,本文從極值優(yōu)化的新視角研究復(fù)雜控制系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階PID控制器(FOPID)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法及其在獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)提出了一種求解連續(xù)優(yōu)化問題的基于二進(jìn)制編碼的極值優(yōu)化算法(BCEO),通過對多個典型連續(xù)優(yōu)化測試函數(shù)的仿真研究從而驗(yàn)證BCEO相比二進(jìn)制遺傳算法(BCGA)和二進(jìn)制粒子群算法(BCPSO)等進(jìn)化算法具有更佳的優(yōu)化性能;(2)首次提出了基于BCEO的復(fù)雜控制系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階PID控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法(BCEO-FOPID),通過對被控對象為整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階模型等不同類型控制系統(tǒng)的仿真研究從而驗(yàn)證了本文提出BCEO-FOPID方法相比基于BCGA和PSO的FOPID和PID等方法具有更佳的控制性能和優(yōu)化效率;(3)將BCEO的基本思想推廣應(yīng)用到獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階頻率控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,提出了一種基于BCEO的獨(dú)立微電網(wǎng)分?jǐn)?shù)階頻率高效控制方法,通過對系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了本文提出方法相比BCGA-FOPID和國外學(xué)者新近提出的基于PSO的模糊FOPID等方法具有更佳的暫態(tài)控制性能,且所需整定的參數(shù)更少,實(shí)施更簡單,優(yōu)化效率更高。
【關(guān)鍵詞】：極值優(yōu)化 分?jǐn)?shù)階PID控制器 復(fù)雜控制系統(tǒng) 獨(dú)立微電網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1 引言11-12
• 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-18
• 2.1 分?jǐn)?shù)階建模與控制方法12-13
• 2.2 極值優(yōu)化算法13-18
• 3 論文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排18-21
• 第二章 分?jǐn)?shù)階微積分21-27
• 1 分?jǐn)?shù)階微積分定義21-22
• 2 分?jǐn)?shù)階微積分的數(shù)值計(jì)算22-23
• 3 Oustaloup近似化方法及其改進(jìn)23-24
• 3.1 Oustaloup濾波器近似23-24
• 3.2 改進(jìn)的Oustaloup濾波器近似24
• 4 分?jǐn)?shù)階PID控制器24-25
• 5 性能指標(biāo)分析25-26
• 6 本章小結(jié)26-27
• 第三章 二進(jìn)制編碼的極值優(yōu)化算法27-37
• 1 引言27
• 2 二進(jìn)制編碼的極值優(yōu)化（BCEO）算法描述27-29
• 3 仿真結(jié)果及分析29-35
• 4 參數(shù)對優(yōu)化性能的影響35-36
• 5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于BCEO算法的分?jǐn)?shù)階PID控制器設(shè)計(jì)37-49
• 1 引言37-38
• 2 分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器及優(yōu)化指標(biāo)38
• 2.1 分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器38
• 2.2 性能指標(biāo)38
• 3 BCEO-FOPID算法描述38-41
• 4 仿真實(shí)驗(yàn)41-48
• 4.1 整數(shù)階系統(tǒng)41-45
• 4.2 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)45-48
• 5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 基于BCEO的獨(dú)立微電網(wǎng)分?jǐn)?shù)階頻率控制49-67
• 1 引言49
• 2 獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)小信號模型49-53
• 2.1 發(fā)電子系統(tǒng)模型50-51
• 2.2 水電解槽模型51
• 2.3 儲能裝置模型51-52
• 2.4 基于電網(wǎng)頻率偏移的微電網(wǎng)功率系統(tǒng)模型52
• 2.5 分布式新能源和用戶側(cè)需求負(fù)荷的隨機(jī)模型52-53
• 3 基于BCEO的微電網(wǎng)頻率控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)（一）53-60
• 3.1 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)（一）53
• 3.2 獨(dú)立微電網(wǎng)頻率控制應(yīng)用中的BCEO算法過程53-55
• 3.3 獨(dú)立微電網(wǎng)頻率控制系統(tǒng)（一）仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-60
• 4 基于BCEO的微電網(wǎng)頻率控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)（二）60-64
• 4.1 風(fēng)電、光伏和需求負(fù)荷的變化特性61-62
• 4.2 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)（二）62
• 4.3 獨(dú)立微電網(wǎng)頻率控制系統(tǒng)（二）仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-64
• 5 本章小結(jié)64-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78
• 碩士期間參與的科研項(xiàng)目78

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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9 嚴(yán)t，

本文編號：777445