粒子群优化模糊pid控制代码

时间: 2023-07-08 12:45:46 浏览: 166
以下是一个简单的粒子群优化模糊PID控制的代码示例: ```python import numpy as np import skfuzzy as fuzz from skfuzzy import control as ctrl import random class Particle: def __init__(self, x0): self.position = x0 self.velocity = np.zeros_like(x0) self.best_position = x0 self.error = -1 def evaluate(self, costFunc): self.error = costFunc(self.position) if self.error < costFunc(self.best_position): self.best_position = self.position def update_velocity(self, best_global_pos): w = 0.5 c1 = 1 c2 = 2 r1 = random.random() r2 = random.random() cognitive_velocity = c1 * r1 * (self.best_position - self.position) social_velocity = c2 * r2 * (best_global_pos - self.position) self.velocity = w * self.velocity + cognitive_velocity + social_velocity def update_position(self, bounds): self.position = self.position + self.velocity for i in range(len(bounds)): if self.position[i] > bounds[i][1]: self.position[i] = bounds[i][1] if self.position[i] < bounds[i][0]: self.position[i] = bounds[i][0] class PIDController: def __init__(self, Kp, Ki, Kd): self.Kp = Kp self.Ki = Ki self.Kd = Kd self.error = 0 self.error_prev = 0 self.integral = 0 def compute(self, SP, PV): error = SP - PV self.integral = self.integral + error derivative = error - self.error_prev output = self.Kp * error + self.Ki * self.integral + self.Kd * derivative self.error_prev = error return output def fuzzy_cost(x): Kp = x[0] Ki = x[1] Kd = x[2] error = 0 SP = 50 # 定义模糊变量和模糊集合 error_fuzzy = ctrl.Antecedent(np.arange(-100, 100, 1), 'error') output_fuzzy = ctrl.Consequent(np.arange(-100, 100, 1), 'output') # 定义模糊集合 error_fuzzy['negative'] = fuzz.trimf(error_fuzzy.universe, [-100, -100, 0]) error_fuzzy['zero'] = fuzz.trimf(error_fuzzy.universe, [-100, 0, 100]) error_fuzzy['positive'] = fuzz.trimf(error_fuzzy.universe, [0, 100, 100]) output_fuzzy['negative'] = fuzz.trimf(output_fuzzy.universe, [-100, -100, 0]) output_fuzzy['zero'] = fuzz.trimf(output_fuzzy.universe, [-100, 0, 100]) output_fuzzy['positive'] = fuzz.trimf(output_fuzzy.universe, [0, 100, 100]) # 定义模糊规则 rule1 = ctrl.Rule(error_fuzzy['negative'], output_fuzzy['negative']) rule2 = ctrl.Rule(error_fuzzy['zero'], output_fuzzy['zero']) rule3 = ctrl.Rule(error_fuzzy['positive'], output_fuzzy['positive']) # 控制系统 pid_ctrl = ctrl.ControlSystem([rule1, rule2, rule3]) pid_sim = ctrl.ControlSystemSimulation(pid_ctrl) # 计算模糊PID控制器输出 for i in range(len(PV)): pid_sim.input['error'] = SP - PV[i] pid_sim.compute() output = pid_sim.output['output'] error = error + (SP - PV[i]) ** 2 + output ** 2 return error def PSO(costFunc, x0, bounds, num_particles, maxiter): global best_global_position global best_global_error best_global_error = -1 best_global_position = None swarm = [] for i in range(num_particles): x = Particle(x0) swarm.append(x) for i in range(maxiter): for j in range(num_particles): swarm[j].evaluate(costFunc) if swarm[j].error < best_global_error or best_global_error == -1: best_global_position = swarm[j].position best_global_error = swarm[j].error for j in range(num_particles): swarm[j].update_velocity(best_global_position) swarm[j].update_position(bounds) return best_global_position # 测试代码 if __name__ == "__main__": # 设置PID控制器参数初值 Kp = 1 Ki = 0.1 Kd = 0.01 x0 = [Kp, Ki, Kd] bounds = [(0, 10), (0, 1), (0, 0.1)] num_particles = 100 maxiter = 50 # 运行PSO算法进行优化 best_parameters = PSO(fuzzy_cost, x0, bounds, num_particles, maxiter) # 输出最优参数 print("最优参数:Kp = %.2f, Ki = %.2f, Kd = %.2f" % (best_parameters[0], best_parameters[1], best_parameters[2])) ``` 需要注意的是,上述代码仅为示例,实际应用中还需要根据具体的控制对象和控制要求进行适当的修改和调整。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

PID算法典型控制程序源代码

这是一个比较典型的PID处理程序,在使用单片机作为控制cpu时,请稍作简化,具体的PID参数必须由具体对象通过实验确定。由于单片机的处理速度和ram资源的限制,一般不采用浮点数运算,而将所有参数全部用整数,运算到最后再...
recommend-type

基于双闭环模糊PID控制器的开关电源控制

本文基于Buck变换器提出了一种采用输出电压、输出电流进行双闭环控制的模糊PID(F-PID)控制方法。并通过Matlab/Simulink和Cadence PSpice联合仿真验证了该新型控制方法具有很好的稳定和瞬态响应性能。
recommend-type

西门子 博途 PID SCL 源代码

西门子 博途 PID SCL 源代码 300、400 FB41
recommend-type

基于模糊PID的全方位移动机器人运动控制

通过对足球机器人运动学模型的分析,考虑到系统的时变、非线性和干扰大等特点,以全向移动机器人为研究平台,提出一种将模糊控制与传统的PID 控制相结合的方法,应用到足球机器人的运动控制系统中。针对足球机器人...
recommend-type

单片机模糊PID自整定控制算法的实现及仿真

本文探讨了液压伺服系统的模糊自整定PID控制方法,同时利用MATLAB软件提供的Simulink和Fuzzy工具箱对液压伺服调节系统的模糊自整定PID控制系统进行仿真,并与常规PID控制进行了比较。
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

2. 通过python绘制y=e-xsin(2πx)图像

可以使用matplotlib库来绘制这个函数的图像。以下是一段示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def func(x): return np.exp(-x) * np.sin(2 * np.pi * x) x = np.linspace(0, 5, 500) y = func(x) plt.plot(x, y) plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.title('y = e^{-x} sin(2πx)') plt.show() ``` 运行这段
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。