基于改进鲨鱼优化算法的自抗扰控制参数整定
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作者:
作者单位:

(1. 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室,河北秦皇岛066004;2. 浙江富日进材料科技有限公司,杭州311106)

作者简介:

魏立新(1977-), 男, 教授, 博士生导师, 从事冶金机械综合自动化、先进控制及工程应用等研究;赵默林(1992-), 男, 硕士生, 从事冶金机械综合自动化、自抗扰控制的研究.

通讯作者:

E-mail: wlx2000@ysu.edu.cn.

中图分类号:

TJ811

基金项目:

河北省自然科学基金项目 (F2016203249).


Parameter tuning of active disturbance rejection control based on ameliorated shark smell optimization algorithm
Author:
Affiliation:

(1. Key Lab of Industrial Computer Control Engineering of Hebei Province,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China;2. Zhejiang Fu Rijin Materials Technology Co Ltd,Hangzhou 311106,China)

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    摘要:

    非线性自抗扰控制器耦合参数多,常规经验整定法难以获得最优参数,以至于影响控制器的控制精度.单一机制的优化算法整定出的自抗扰参数均可能是局部最优解,不能有效提高自抗扰控制器的控制精度.针对此问题, 提出一种基于改进鲨鱼优化算法的自抗扰控制器参数优化设计方法.为解决基本鲨鱼优化算法易陷入局部最优解、算法后期收敛速度慢的问题,提出混合交叉变异策略与双种群协同机制,以ITAE指标为自抗扰控制器参数选择的优化目标,并以二自由度机械臂为例进行仿真验证.结果表明,优化后的自抗扰控制器具有更小的超调量和更高的控制精度,在加入外界干扰后,控制器可以很快抑制干扰,具有很好的抗干扰能力,改进后的鲨鱼优化算法可以用于复杂非线性系统自抗扰控制器的参数优化.

    Abstract:

    There are many coupling parameters in a nonlinear active disturbances rejection controller(ADRC), but the optimal parameters are difficult to be obtained by the method of conventional empirical turning, which affects the control accuracy of the controller. A single-mechanism optimization algorithm is used to set the ADRC parameters that may be the local optimal solution, which can not effectively improve the control accuracy of the ADRC. For this problem, a parameter optimization design method based on the improved shark optimization algorithm is proposed. In order to solve the problem that the basic optimization algorithm is easy to fall into local optimum and converges slow, a hybrid cross mutation strategy and a double population co-evolution mechanism are proposed, which take the ITAE index as the optimization target of ADRC parameters selection and simulation with a two degrees of freedom manipulator as an example. The result shows that the optimized ADRC has less overshoot and higher control accuracy. After adding external interference, the controller can quickly suppress interference, so it has good anti-interference ability which can be used to optimize the parameters of the ADRC in complex nonlinear systems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

魏立新,赵默林,范锐,等.基于改进鲨鱼优化算法的自抗扰控制参数整定[J].控制与决策,2019,34(4):816-820

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  • 在线发布日期: 2019-03-21
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