65、智能控制算法在系统控制中的应用研究

智能控制算法在系统控制中的应用研究

在工业控制领域，如何实现对复杂系统的精确控制一直是研究的热点。本文将介绍两种智能控制算法在不同系统中的应用，分别是蚁群系统（ACS）在双转子多输入多输出系统（TRMS）中的应用，以及基于细菌觅食优化方案（BFOS）的模糊PID控制器在主动磁轴承（AMB）系统中的应用。

蚁群系统在双转子多输入多输出系统中的应用

1. 引言

PID控制器因其结构简单，在工业控制过程中广为人知。它包含比例项（Kp）、积分项（Ki）和微分项（Kd）三个参数。然而，获取这些参数的最优组合通常非常困难，有时需要丰富的经验。传统的参数调整方法有Ziegler - Nichols（ZN）法、内部模型控制（IMC）和极点配置法等。近年来，智能系统如遗传算法（GA）、粒子群优化算法和蚁群系统等被应用于优化问题，可用于搜索控制器的最优参数。

蚁群系统（ACS）最早由Dorigo在1996年提出，它模仿了蚂蚁群体合作寻找食物的行为。蚂蚁在路径上留下信息素，利用路径跟踪能力找到巢穴与食物源之间的最短路径。本文将ACS的参数搜索能力与传统PID控制器相结合，用于解决TRMS的控制问题。

2. 双转子多输入多输出系统（TRMS）

TRMS是一个复杂、高度非线性的系统，部分状态和输出难以测量，是一个具有挑战性的工程问题。其控制目标是使TRMS的梁在两轴解耦的条件下，快速准确地移动到期望的俯仰角和方位角。

TRMS由两个直流电机驱动，两个螺旋桨相互垂直，通过一个可在水平和垂直平面自由旋转的梁连接。梁上悬挂着一个摆锤式配重，用于平衡稳态或负载时的角动量。由于两轴之间的相互影响和非线性运动，设计合适的控制器非常