基于遗传算法的模糊控制送丝系统

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随着科学技术的飞速发展,对送丝控制系统的要求也越来越高。模糊控制是智能控制的一个分支,可以将专家的控制经验和知识表示成语言变量来控制规则,用规则去控制系统。传统上确定模糊控制参数方法是通过人工调整,有很大的主观性和随意性,为了解决这个问题,引入了遗传算法来设计模糊控制送丝系统。因此,设计基于遗传算法的模糊控制送丝系统具有重要的实际意义。在硬件方面,主要设计了电源电路与驱动电路,并通过查阅资料得到送丝机构的近似传递函数。根据送丝电机的参数,用Simulink模拟送丝电机在给定信号下,转速与电流的稳定。再运用Multisim软件进行电源电路、驱动电路的设计和仿真,将220V交流电变换为送丝电机需要的24V直流电压,最后利用软件中的函数信号发生器,设计正反转控制电路,完成电机正反转的仿真。论文设计一个双输入单输出的模糊控制器,确定输入输出变量与对应的模糊规则与隶属函数,用遗传算法对模糊规则与隶属函数进行优化,仿真证明遗传优化模糊参数后的模糊控制器比起普通模糊控制器具有更好的性能。在对量化因子与比例因子进行遗传寻优中,通过分析比较遗传寻优里面的方法,选出相对较好的遗传操作,得出一组结果。运用Simulink进行仿真,验证了遗传算法优化后的模糊控制送丝系统比起传统PID控制送丝系统,有更好的稳定性。遗传寻优采用的是MATLAB中一个专门设计的遗传算法与直接搜索工具箱,利用该工具箱可以处理数据优化方面的问题。文中遗传寻优的操作,主要是对编码、适应度函数、选择操作方法、交叉操作方法、交叉概率进行选择,通过对每一种方法的实验比较,用数据来说明哪一个方法更适合模糊参数的整定。本文的目的是设计一个模糊控制器,用遗传算法对模糊参数进行优化,比较基于遗传算法模糊控制送丝系统与普通模糊控制送丝系统,证明遗传算法优化后系统性能更为优良。再将模糊控制送丝系统与传统PID控制送丝系统进行比较,证明前者稳定性更好。
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