基于遺傳算法--模糊技術(shù)的球桿系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、固高科技有限公司提供的GBB1004球桿系統(tǒng)是控制理論研究中最為著名的實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一。許多經(jīng)典的和現(xiàn)代的控制方法都可以在球桿系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。本文對(duì)球桿系統(tǒng)進(jìn)行了基于遺傳算法-模糊技術(shù)的控制方法研究，并得到了理想的試驗(yàn)效果。主要工作如下:
　　首先，簡(jiǎn)要介紹了球桿系統(tǒng)的特性、組成及工作原理等，并在此基礎(chǔ)上建立了球桿系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，對(duì)球桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)了工業(yè)中最常用的PID控制器并進(jìn)行了仿真。由于PID控制本身存在一些不足:

2、面對(duì)一些非線(xiàn)性、不確定性系統(tǒng)，它的控制效果遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們對(duì)控制品質(zhì)的要求;并且PID控制參數(shù)不具備在線(xiàn)自調(diào)整的功能。本文針對(duì)上述不足，引入模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的在線(xiàn)調(diào)整，即對(duì)球桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)了模糊PID控制器并進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制器的動(dòng)態(tài)性能比PID控制器有了很大的提高。
　　然后，由于在模糊控制器的設(shè)計(jì)中，模糊規(guī)則的獲取和控制器參數(shù)的調(diào)整都沒(méi)有系統(tǒng)的方法，主要依靠控制專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)者的反復(fù)試驗(yàn)得到。隨著系

3、統(tǒng)復(fù)雜度的提高，直觀(guān)經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越難以獲得，而且往往表達(dá)不準(zhǔn)確，很難直接利用。本文針對(duì)上述問(wèn)題在模糊PID控制器的基礎(chǔ)上引入了遺傳算法，分別利用基本遺傳算法和自適應(yīng)遺傳算法對(duì)模糊PID控制器的量化因子和比例因子進(jìn)行了優(yōu)化和仿真。仿真結(jié)果表明，基于自適應(yīng)遺傳算法的模糊PID控制器比基于基本遺傳算法的模糊PID控制器的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能都有了一定的提高。
　　再后，構(gòu)建了球桿系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)PID控制器、模糊PID控制器進(jìn)行了實(shí)際調(diào)試，并