某武器系统静变电源的优化PID控制研究

牛江川 樊 波 林 茂 苏 杨

（空军工程大学导弹学院，陕西 三原 713800）

近年来，随着电力电子技术的发展，静止变频电源越来越广泛地应用于工业、军事、医疗、航空航天等领域。在某型地空导弹武器系统中，静变电源是主要的设备之一，是整个武器系统电能的来源，能否可靠不间断的供电，直接影响武器系统性能的发挥。设计高性能静变电源是当前的趋势之一，静变电源的高性能主要表现在：稳压性能好、输出电压波形质量高、负载适应性强、动态特性好等方面。为了获得高质量的正弦输出电压波形，人们将现代控制理论应用到静变电源系统的控制中，提出了很多基于调制策略的控制方法。

PID控制器结构简单，鲁棒性强，目前在很多方面都有着广泛的应用。但是随着科学技术进步，被控对象变得越来越复杂，传统的PID控制器往往得不到较好的控制效果。本文将粒子群优化算法应用于PID控制，并与传统的PID控制结合产生的一种改进型控制方法，该方法是一种不需要任何初始信息并可以寻求全局最优解的、高效的优化组合方法。文中用静变电源的控制实例验证了该方法的正确性和有效性。

1 基于粒子群算法优化PID控制器的设计

1.1 传统PID控制原理与出现的问题

经典增量式PID的控制算式为

式中，Kp、Ti、Td分别为比例系数、积分时间常数、微分时间常数。也可将式（1）描述为

式中，KP、KI、KD分别为比例、微分、积分系数；f[·]是与 KP， KI， KD，u(k-1)， y(k)等有关的非线性函数。

离散化后的PID控制算式为

式中……