改进差分进化算法及啤酒灌装机液位控制PID参数整定

作     者：王超锋 司呈勇 沈建强 WANG Chao-feng;SI Cheng-yong;SHEN Jian-qiang

作者机构：上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学中德国际学院上海200093 

基　　金：上海市青年科技英才扬帆计划(18YF1417400) 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2022年第43卷第19期

页      码：310-319页

摘      要：目的针对啤酒液位控制系统存在PID参数整定难、非线性、滞后性问题,提出一种改进基于邻域的改进差分进化算法,应用于PID参数优化整定中,从而提高灌装机的工作效率和啤酒的质量。方法文中对差分进化算法进行改进,设计一种新型的变异策略,在变异环节引入邻域搜索操作;根据当前种群的分布情况,实时对邻域的个数进行自适应分配,以提升算法全局和局部搜索能力;与2种基本差分进化算法和4种改进差分进化算法对比,用18个测试函数验证文中所提出算法的性能。结果仿真结果表明,相较于基本差分进化算法,使用改进的差分进化算法整定的PID参数,调节时间减少0.22 s,上升时间减少0.04 s,超调量降低7.63%。结论通过改进的差分进化算法对啤酒灌装机液位PID参数的优化整定,可以显著改善控制系统的超调量、上升时间和稳态误差等性能,实现了液位的稳定控制。

主 题 词：差分进化算法 啤酒液位控制系统 参数自适应控制 邻域搜索 PID参数整定 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.19.038

馆 藏 号：203114806...