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基于生物启发优化的交流调速系统研究

作　者: 史夏波
导　师: 林卫星
学　校: 宁波大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 细菌觅食优化 协同粒子群优化 异步电机 PID 矢量控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着工业的规模化发展和科学技术水平的不断提高，具有结构简单、价格低廉、控制性能良好的传统PID控制器已不能满足工业生产的要求。交流异步电机是一个强耦合、时变、非线性模型，传统的PID控制器面对像交流异步电机这种被控对象时往往就达不到预期的控制效果，本文选取一种生物启发优化算法并结合现代控制理论，对交流调速系统的智能化控制和优化进行深入研究。本文首先介绍了常用的生物启发式算法，包括免疫算法、差分进化算法、蚂蚁算法、粒子群算法、细菌觅食算法，对它们的各自特点进行初步的分析，并选取了细菌觅食优化算法作为本文研究的算法。本文第3章详细分析了细菌觅食优化算法，针对其收敛速度较慢的缺点，并借鉴协同粒子群算法收敛速度快的优点，将两种算法有效融合，提出改进的细菌觅食优化算法，并通过一些典型的函数对其做了相关性能测试。最后的仿真结果表明改进的细菌觅食优化算法比传统的细菌觅食算法在优化性能上有很大的提高。细菌觅食算法作为一种进化算法，其一个最大的优点是不需要知道被控对象是否具有精确的数学模型，因此可有效地克服系统时变、非线性、强耦合的影响，且不受被控对象参数变化的约束，鉴于其良好的优化性能，本文将这种改进的算法应用于闭环控制异步电机PID控制器的参数优化上。在第4章节中，利用MATLAB/SIMULINK软件对其进行了跟随性能和抗扰性能的仿真实验，仿真结果表明：改进的细菌觅食优化算法收敛速度快、精度高，具有更强的鲁棒性。在文章的最后一部分首先阐述了矢量控制系统的原理组成，并对其原理进行了分析介绍，最后利用MATLAB/SIMULINK软件对矢量控制系统的转速调节器进行PID整定，仿真结果表明：该异步电机调速系统动态响应速度快、鲁棒性强，达到了研究的预期效果。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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