一种基于灰狼算法优化PID参数的教室温湿度控制方法与流程

技术特征：
1.一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，具体步骤为：温湿度采集模块，检测教室内部的温湿度，以zigbee组网的方式，将终端节点的温湿度信息通过zigbee网络发送到zigbee协调器；zigbee协调器与wifi模块通过串口通信，通过tcp/ip协议发送到上位机和stm32控制器；根据预设的教室温度的调节，通过pid调节控制温度控制器对升温模块和降温模块驱动工作，pid控制pwm波的方式进行单调控制；所述通过pid调节控制温度控制器对升温模块和降温模块驱动工作具体通过pid的三个参数:k
p
、k
i
、k
d
进行调节控制温度控制器，k
p
为比例系数；k
i
为积分系数；k
d
为微分时系数；利用灰狼算法进行迭代更新，更新k
p
、k
i
、k
d
参数，通过适应度值为判断更新优化方式，判断迭代次数，达到目标次数时，最终输出pid参数值，对温度控制器进行控制。2.如权利要求1所述的一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，所述pid调节控制温度控制器的具体方法为：根据给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制误差，将偏差比例(p)、积分(i)、微分(d)通过一定的线性组合构成控制量u(t)对被控对象进行控制，控制公式为，其中，k
p
为比例系数；k
i
为积分系数；k
d
为微分时系数。3.如权利要求2所述的一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，所述利用灰狼算法进行迭代更新，更新k
p
、k
i
、k
d
参数的具体步骤为：s1.设置灰狼位置的初始化条件，即k
p
、k
i
、k
d
参数初始值；s2.根据灰狼位置初始化条件，通过itae计算适应度值，计算最优、次优和第三优解的适应度值赋予α、β、δ狼，其余值赋予w狼；其中，t表示时间；s3.根据公式更新灰狼位置；式中、、分别代表α、β、δ狼与猎物之间的距离，x
α
、x
β
、x
δ
分别表示α、β、δ狼当前位置，、、为随机向量，x为当前灰狼个体的位置；s4.重新筛选所有灰狼位置，根据适应度值重新对α、β、δ狼赋值；s5.判断迭代次数是否满足预先设置的次数，不满足则跳转到step 3；s6.输出α狼的位置向量作为最佳参数，即k
p
、k
i
、k
d
参数值。
4.如权利要求1所述的一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，所述stm32控制器还与lcd显示屏连接，显示教室温度信息。5.如权利要求1所述的一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，所述zigbee协调器将数据处理后串口连接wifi模块后发送给上位机，同时串口连接stm32控制器。6.如权利要求1所述的一种基于灰狼算法优化pid参数的教室温湿度控制方法，其特征在于，所述升温模块为ptc加热器，所述降温模块为半导体制冷片和风扇。

技术总结
本发明属于温湿度控制领域，具体公开了一种基于灰狼算法优化PID参数的教室温湿度控制方法，具体步骤为：温湿度采集模块，检测教室内部的温湿度，以ZigBee组网的方式，将终端节点的温湿度信息通过ZigBee网络发送到ZigBee协调器；ZigBee协调器与WiFi模块通过串口通信，通过TCP/IP协议发送到上位机和STM32控制器；通过PID调节控制温度控制器对升温模块和降温模块驱动工作；利用灰狼算法进行迭代更新，更新、参数，输出最终PID参数值，对温度控制进行控制。本发明通过灰狼算法优化PID参数，控制温度控制器，有效实现面向教室的环境感知、管理和设备控制。管理和设备控制。管理和设备控制。


技术研发人员：巩浩 王鹏飞 王帅 李海星 徐钰頔 史云飞
受保护的技术使用者：中建八局第二建设有限公司
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/7/22