比例积分微分
PID控制在许多控制问题中提供最简单的但最有效的解决办法。拥有三项控制功能的
PID控制器涵盖瞬态和稳态响应。当代
PID控制技术成长很快,从在
1910年提出
PID控制技术到在
1942年齐格勒—尼科尔的直接整定方法。随着数字技术的进步,自动控制科学现在控制计划上提供各种各样的选择,如自适应控制(
Astrom &
Wittenmark ,
1995年) ,神经网络控制(
Fukuda & Shibata, 1992,
1992年)和模糊逻辑控制(
Lee,
1990年) 。但是
90 %以上的工业控制器仍然实施基于
PID控制算法,因为没有其他控制器拥有
PID控制器(
Ang, Chang, & Li,
2005)的下列优点:匹配性,简单性,明确的功能性,适用性和易用性。调整
PID控制器参数的方法早已出版了相关文献。
Ziegler–Nichols(齐格勒一尼科尔斯
)和
Cohen–Coon(科恩
-库恩
)是整定
PID控制器最常用传统的方法,而神经网络,模糊方法,神经模糊方法和进化计算技术是最近的方法(
Astrom &
Hagglund,
1995)。
已报道过许多研究利用进化算法优化设计PID控制器参数实例,如遗传算法(Chen, Cheng, & Lee,1995) ,变异粒子群优化( [ Gaing , 2004 ] ,[Ghoshal,2004 ] , [Mukherjee and Ghoshal, 2007 ]和[ Wang , 2006 ] 等人 )和的SISO系统( Bingul , 2004年)。一般情况下,进化算法拥有强大的搜索和优化方法,能够适应定义不清的问题领域,如多峰形性,不连续性,时间差,随机性和噪声。遗传算法设计多输入多输出( MIMO )PID控制器的参数的方法也有报道( [Chang,2007]和[zuo,1995])。
在[Chang(2007)]中,提出过使用多途径交叉遗传算法来调节解耦PI控制器。简单的三母差分交叉和统一变异算子已经开始被应用。在三母差分交叉中实数编码遗传算法RG比BLT好,而在传统两元交叉是建立在实数编码遗传算法(RGA)基础上的,这将在本论文中被详细的阐述。
最近,在 RGA交叉算法和变异机制上做了几个修改,如SBX分频器, PCX交叉和非均匀多项式突变,以提高RGA性能。自适应模拟二母交叉( SBX )根据RGA成功地应用于各种工程优化问题(Deb, 2001年)。SBX交叉实质上是自适应的,它解决了子代方案在变化的母代中的比例问题。接近母代的方案比远离母代的方案更容易被选为下一代方案。