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對由速度環(huán)和電流環(huán)組成的內(nèi)環(huán)設(shè)置了兩個PI調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)速度和電流，二者之間實現(xiàn)串級聯(lián)接。在萬能試驗機控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)的設(shè)計中，為獲得良好的控制效果，需要進行PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。對于具有多個回路的復(fù)雜系統(tǒng)，由于含有多個控制器和眾多的參數(shù)，參數(shù)整定的工作量較大。對于這樣的系統(tǒng)可以使用最優(yōu)化技術(shù)整定參數(shù)，在實際應(yīng)用中，特別是對于一些復(fù)雜的系統(tǒng)，優(yōu)化過程往往需要仿真來完成。計算機提供了有效的計算手段，使得這種技術(shù)得到廣泛地應(yīng)用。采用參數(shù)的自尋優(yōu)控制來實現(xiàn)內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定，提高PI調(diào)節(jié)器對對象參數(shù)變化的適應(yīng)性。在PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的自尋優(yōu)控制中，要解決的這要問題是：
1. 尋優(yōu)方法的選擇。
2. 性能指標(biāo)的選擇。
尋優(yōu)方法的選擇
在數(shù)學(xué)上，解決參數(shù)優(yōu)化問題的方法一般有兩條，即間接尋優(yōu)法和直接尋優(yōu)法。間接尋優(yōu)法面向目標(biāo)函數(shù)的梯度，并按照滿足目標(biāo)函數(shù)極值點的充分必要條件來進行尋優(yōu)，如最速下降法和共軛梯度法就屬于多變量間接尋優(yōu)方法。由于在控制系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化問題中，目標(biāo)函數(shù)一般很難寫成解析形式，而間接尋優(yōu)方法只適用于目標(biāo)函數(shù)具有簡單而明確的數(shù)學(xué)形式的最優(yōu)化問題。因此，控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化很少采用間接尋優(yōu)法對參數(shù)進行尋優(yōu)哺引。直接尋優(yōu)法則是直接計算目標(biāo)函數(shù)的值，按照一定的尋優(yōu)規(guī)律改變尋優(yōu)參數(shù)的向量，從而得到相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，然后判斷其目標(biāo)函數(shù)是否達到最小，若是則停止搜索，否則再改變被尋優(yōu)參數(shù)向量，一直到滿足為止，這種方法的迭代步驟較簡單。單純形法是一種不必計算導(dǎo)數(shù)和梯度的直接尋優(yōu)方法，其具有控制參數(shù)收斂速度快、計算工作量小、簡單實用等特點，應(yīng)用也比較廣泛。所以，擬采用改進的單純形法實現(xiàn)對內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器進行參數(shù)優(yōu)化。單純形是指在N維空間中，由N+1個點構(gòu)成的幾何圖形。它的基本思想為：在尋優(yōu)參數(shù)空間中構(gòu)造一個超幾何圖形，計算此圖形各項點的目標(biāo)函數(shù)值并比較它們的大小，然后拋棄最壞點（即目標(biāo)函數(shù)值最大的點），代之以超平面上的新點，從而構(gòu)成一個新的超幾何圖形，循環(huán)往復(fù)，逐步逼近于極小值點。 |
