%% GA(Generic Algorithm) Program to optimize PID Parameters
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%% 声明全局变量rin yout timef，这几个变量在主程序和子函数中都可以操作
global rin yout timef
%% 设值
Size=30;
CodeL=3;
%% 初始化
%% MinX()矩阵是一个1*3的一维矩阵，其值是[0,0,0]
MinX(1)=zeros(1);
MinX(2)=zeros(1);
MinX(3)=zeros(1);
%% MaxX()矩阵是一个1*3的一维矩阵，其值是[20,1,1]
MaxX(1)=20*ones(1);
MaxX(2)=1.0*ones(1);
MaxX(3)=1.0*ones(1);
%% KPID矩阵是一个30行3列的矩阵
KPID(:,1)=MinX(1)+(MaxX(1)-MinX(1))*rand(Size,1);%给KPID矩阵的第1列赋值
KPID(:,2)=MinX(2)+(MaxX(2)-MinX(2))*rand(Size,1);%给KPID矩阵的第2列赋值
KPID(:,3)=MinX(3)+(MaxX(3)-MinX(3))*rand(Size,1);%给KPID矩阵的第3列赋值
G=100;
BsJ=0;
for kg=1:1:G %for循环，kg从1到100，每循环一次就加1
time(kg)=kg;%循环给time矩阵的每个值赋值
%每次循环一个kg，这里都要完成一个完整的i从1到Size的循环
for i=1:1:Size
KPIDi=KPID(i,:);
[KPIDi,BsJ]=chap5_3f(KPIDi,BsJ);
BsJi(i)=BsJ;
end
%sort函数沿着大小不等于1的第一个数组维以升序排列BsJi的元素。
[OderJi,IndexJi]=sort(BsJi);
BestJ(kg)=OderJi(1);
BJ=BestJ(kg);
Ji=BsJi+1e-10;
fi=1./Ji;
% Cm=max(Ji);
% fi=Cm-Ji;
%sort函数沿着大小不等于1的第一个数组维以升序排列fi的元素。
[Oderfi,Indexfi]=sort(fi);
Bestfi=Oderfi(Size);
BestS=KPID(Indexfi(Size),:);
%这一句只是显示fi矩阵中的最大值，对程序没有影响
max(fi)
% kg
% BJ
% BestS
%对矩阵fi求和
fi_sum=sum(fi);
fi_Size=(Oderfi/fi_sum)*Size;
%floor函数将A的元素四舍五入为小于或等于A的最近整数。
fi_S=floor(fi_Size);
r=Size-sum(fi_S);
Rest=fi_Size-fi_S;
%sort函数沿着大小不等于1的第一个数组维以升序排列BsJi的元素。
[RestValue,Index]=sort(Rest);
for i=Size:-1:Size-r+1
fi_S(Index(i))=fi_S(Index(i))+1;
end
k=1;
for i=Size:-1:1
for j=1:1:fi_S(i)
TempE(k,:)=KPID(Indexfi(i),:);
k=k+1;
end
end
Pc=0.90;
for i=1:2:(Size-1)
temp=rand;
%如果Pc大于temp,就进行以下的赋值
if Pc>temp
alfa=rand;
TempE(i,:)=alfa*KPID(i+1,:)+(1-alfa)*KPID(i,:);
TempE(i+1,:)=alfa*KPID(i,:)+(1-alfa)*KPID(i+1,:);
end
end
TempE(Size,:)=BestS;
KPID=TempE;
Pm=0.10-[1:1:Size]*(0.01)/Size;
Pm_rand=rand(Size,CodeL);
Mean=(MaxX + MinX)/2;
Dif=(MaxX-MinX);
for i=1:1:Size
for j=1:1:CodeL
if Pm(i)>Pm_rand(i,j)
TempE(i,j)=Mean(j)+Dif(j)*(rand-0.5);
end
end
end
%Guarantee TempE(Size,:) belong to the best individual
%保证TempE矩阵中的数值是最优化最好的
TempE(Size,:)=BestS;
KPID=TempE;
end
%这里也只是将数值打印在命令行窗口，对程序没有什么影响
Bestfi
BestS
Best_J=BestJ(G);
%新建一个绘图界面
figure(1);
%以time为横坐标，BestJ为纵坐标绘图
plot(time,BestJ);
%给图的横纵坐标表上坐标轴名称
xlabel('Times');ylabel('Best J');
figure(2);%新建一个绘图界面figure(2)
%以timef为横坐标，rin为纵坐标绘图，颜色为red。并且以timef为横坐标，yout为纵坐标绘图，线条颜色为blue
plot(timef,rin,'r',timef,yout,'b');
%给图的横纵坐标表上坐标轴名称
xlabel('Time(s)');ylabel('rin,yout');
