基于人工鱼群算法的分数阶PI~λD~μ控制器设计

摘要

针对分数阶PID控制器参数整定的复杂性,提出一种新的基于人工鱼群算法的分数阶PID控制器设计方法。首先,对一般人工鱼群算法进行了改进,通过限定人工鱼群初始位置为缩短搜索时间,以避免因迭代次数不够而导致陷入局部极值的情况。此外,通过引入新的广义误差绝对值乘时间积分准则(GITAE),以克服单纯的ITAE误差优化准则存在幅值稳定裕度不够的缺陷。其次,给出基于改进人工鱼群算法的分数阶PID控制器的设计方法。最后,将其应用于具有分数阶模型的电站超临界机组燃料量与中间点压力的热工过程控制系统的设计中,并与传统的整数阶PID控制器和单纯形法优化后的分数阶PID控制器进行性能比较。仿真结果表明,基于人工鱼群算法的分数阶PID控制器品质较整数阶PID控制器出色,亦优于采用单纯形法优化的结果。