自适应遗传算法在直线电机进给系统伺服参数优化中的应用研究

论文摘要

针对传统经验方法难以得到合理的直线电机进给伺服系统控制参数,提出一种改进的自适应遗传算法对直线电机伺服系统五个控制参数进行同步优化。在分析直线电机进给系统控制原理的基础上,采用实数编码对控制参数进行编码生成种群,根据控制需求确定了由误差积分项、超调量惩罚项、稳定时间项组成的适应度函数,为加快遗传算法的收敛速度、防止算法进入局部收敛,采用非线性变化的自适应交叉率和变异率对算法进行改进。仿真结果显示,改进的自适应遗传算法在保证系统无超调的情况下使稳定时间达到4.1 ms,优于"三环参数整定法"的39 ms和传统遗传算法的5.9ms,相比于三环参数整定法系统达到稳态所需要的时间减少了89.4%;采用改进的自适应遗传算法后正弦信号的平均相对跟随误差绝对值为24.70%,优于"三环参数整定法"和传统遗传算法的51.02%和24.77%。因此,改进的自适应遗传算法在解决直线电机伺服系统多控制参数同步优化问题时,性能优于"三环参数整定法"和传统遗传算法。

论文目录

• 1 直线电机进给伺服系统控制模型
•   1.1 电流环传递函数
•   1.2 速度环传递函数
•   1.3 位置环传递函数
• 2 自适应遗传算法
•   2.1 编码
•   2.2 初始种群产生
•   2.3 适应度函数的确定
•   2.4 选择操作
•   2.5 自适应交叉概率和变异概率的设计
•   2.6 交叉操作
•   2.7 变异操作
•   2.8 收敛判断
• 3 仿真及结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨泽青,张炳寅,刘丽冰,彭凯,黄凤荣

关键词: 直线电机,参数优化,进给伺服系统,遗传算法

来源: 机械科学与技术 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 金属学及金属工艺,电力工业,自动化技术

单位: 河北工业大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51305124),天津市自然科学基金项目(16JCYBJC19100,17JCTPJC53700),河北省自然科学基金项目(E2017202294),河北省重点研发计划项目(16211803D)资助

分类号: TP18;TG659;TM359.4

DOI: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190072

页码: 1921-1927

总页数: 7

文件大小: 397K

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