遗传pid.rar_pid+genetic_遗传pid_遗传算法 pid_遗传算法pid

close all;  clc;  clear;  global rin yout timef  %定义全局变量   G=100;      %迭代次数  Size=30;    %种群大小  CodeL=10;   %种群个体长度（二进制编码）    MinX=zeros(1,3);      %约束条件，即kp,kd,ki 的取值范围  MaxX(1)=20*ones(1);   % kp in [0 20]  MaxX(2)=1.0*ones(1);  % kd,ki in [0 1] MaxX(3)=1.0*ones(1);   E=round(rand(Size,3*CodeL));  %初始化种群，编码   Bsj=0;   for k=1:G          %迭代次数      time(k)=k;            for s=1:Size          m=E(s,:);           y1=0;y2=0;y3=0;  %输出量初始化（十进制）                    m1=m(1:CodeL);          for i=1:CodeL               y1=y1+m1(i)*2^(i-1); %计算输出量          end           K(s,1)=(MaxX(1)-MinX(1))*y1/1024+MinX(1); %解码，计算Kp取值                            m2=m(CodeL+1:2*CodeL);          for i=1:CodeL               y2=y2+m2(i)*2^(i-1); %计算输出量          end           K(s,2)=(MaxX(2)-MinX(2))*y2/1024+MinX(2); %解码，计算Kd的取值   m3=m(2*CodeL+1:3*CodeL);          for i=1:CodeL               y3=y3+m1(i)*2^(i-1); %计算输出量          end  K(s,3)=(MaxX(3)-MinX(3))*y1/1024+MinX(3); %解码，计算Ki的取值  % **********适应度函数***********      KK=K(s,:);      [KK,Bsj]=pid_ga(KK,Bsj); % 调用 pid_ga.m      Bsji(s)=Bsj;   % 最优代价值      end            [O,D]=sort(Bsji);  %最优代价值排序      Bestj(k)=O(1)    %取最小值      BJ=Bestj(k);               Ji=Bsji+1e-10;       fi=1./Ji;          %适应函数值      [O2,D2]=sort(fi);  %适应函数值排序      Bestfi=O2(Size);   %取最大值      Bests=E(D2(Size),:);  % *********** 选择算子 ************ fi_sum=sum(fi); fi_size=(O2/fi_sum)*Size; fi_s=floor(fi_size); %取较大的适应值,确定其位置 kk=1; for i=1:Size for j=1:fi_s(i) %选择，复制 tempE(kk,:)=E(D2(j),:); kk=kk+1; end end % ********** 交叉算子 ************      pc=0.6;   %交叉概率      n=30*pc;       for i=1:2:(Size-1)          temp=rand;           if pc>temp   %交叉条件              for j=n:-1:1                   tempE(i,j)=E(i+1,j); %新、旧种群个体交叉互换                  tempE(i+1,j)=E(i,j);   end          end      end       tempE(Size,:)=Bests;      E=tempE; % ********** 变异算子 ************ pm=0.001-[1:1:Size]*(0.001)/Size; %变异算子，从大到小 for i=1:Size for j=1:2*CodeL temp=rand; if pm>temp %变异条件 if tempE(i,j)==0 tempE(i,j)=1; else tempE(i,j)=0; end end end end tempE(Size,:)=Bests; E=tempE; end BJ,Bestfi,KK figure(1),plot(time,Bestj); xlabel('Times');ylabel('Best J'); figure(2),plot(timef,rin,'r',timef,yout,'b'); xlabel('Times');ylabel('rin,yout'); function [KK,Bsj]=pid_ga(KK,Bsj) global rin yout timef ts=0.001; sys=tf(400,[1,50,0]); % 被控对象为二阶传递函数 dsys=c2d(sys,ts,'z'); %做Z变换 [num,den]=tfdata(dsys,'v'); rin=1.0;    % 输入信号为阶跃信号   u_1=0.0;u_2=0.0;    y_1=0.0;y_2=0.0;  x=[0 0 0];  B=0;err_1=0;tu=1;s=0;P=100; for k=1:P      timef(k)=k*ts;      r(k)=rin;            u(k)=sum(KK.*x);  %控制器输出            if u(k)>=10       % 约束条件          u(k)=10;      end       if u(k)<=-10          u(k)=-10;      end      %跟踪输入信号       yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2;      err(k)=r(k)-yout(k);       % ******  返回 PID 参数*****      u_2=u_1;u_1=u(k);      y_2=y_1;y_1=yout(k);            x(1)=err(k);            %计算 P      x(2)=(err(k)-err_1)/ts; %计算 D      x(3)=x(3)+err(k)*ts;    %计算 I      err(2)=err_1;      err_1=err(k);      if s==0           if yout(k)>0.95&yout(k)<1.05               tu=timef(k);   % tu为上升时间              s=1;            % 进入稳态区域         end      end  end   for i=1:P       % 求代价函数值       Ji(i)=0.999*abs(err(i))+0.01*u(i)^2*0.1;      B=B+Ji(i);      if i>1           erry(i)=yout(i)-yout(i-1);  % 系统误差           if erry(i)<0         % 若产生超调，采取惩罚措施             B=B+100*abs(erry(i));          end      end  end  Bsj=B+0.2*tu*10;   % 最优代价值