基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自校正pid控制研究(更新版)
【正文】 如圖 7,圖 8,圖 9所示 p l a n t+ue+Yez1Yn NN P I DC o n t ro l l e rR M NNI de n t i fi e rpyce 2 e 1 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 . 100 . 10 . 20 . 3t i m e ( s )u 圖 7 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 6t i m e ( s )rin,yout 圖 8 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 11 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81t i m e ( s )error 圖 9 從圖中可以看出 :控制變量 u 變化規(guī)則 ,擾動(dòng)較小 ,跟蹤曲線光滑 ,跟蹤誤差小 ,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后 ,誤差波動(dòng)小 . 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自校正 PID 控制器仿真 設(shè)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為 : yout(k)=a(k)*y1/(1+y1^2)+u1 其中 , a(k)=*(*exp(*k))是慢時(shí)變的 . 仿真采用的輸入信號(hào)為正弦信號(hào) ,初始權(quán)值取隨機(jī)值 ,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為 [4,5,3]. 圖 10將輸入信號(hào)和輸出信號(hào)在同一坐標(biāo)中繪出 ,從圖 10可以看出 ,在整個(gè)過(guò)程中 ,輸出信號(hào)和輸入信號(hào)幾乎完全重 疊 ,說(shuō)明系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)有很強(qiáng)的跟蹤能力 . 0 1 2 3 4 5 61 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81t i m e ( s )rin,yout 圖 10 正弦跟蹤曲線 圖 11為系統(tǒng)的誤差曲線 ,可以看出 ,系統(tǒng)跟蹤誤差非常小大約在 (0. 008 ～ 0. 008 內(nèi) ) , 跟蹤效果很理想 . 0 1 2 3 4 5 6864202468x 1 03t i m e ( s )error 圖 11 誤差曲線 圖 12 為控制變量曲線 ,變化規(guī)則并且擾動(dòng)較小 0 1 2 3 4 5 6 0 . 4 0 . 3 0 . 2 0 . 100 . 10 . 20 . 30 . 4t i m e ( s )u 圖 12 控制變量 u 圖 13 反映了整個(gè)過(guò)程中參數(shù) kp , ki , kd 隨時(shí)間變化的情況 ,可以看出 , kp , ki , kd 在不斷調(diào)整 ,從而使控制效果最佳 . 0 1 2 3 4 5 600 . 20 . 4t i m e ( s )kp0 1 2 3 4 5 60 . 40 . 60 . 8t i m e ( s )ki0 1 2 3 4 5 60 . 20 . 30 . 4t i m e ( s )kd 圖 13 PID 控制器參數(shù)整定曲線 綜上所述 ,從仿真結(jié)果可以看出 ,BP網(wǎng)絡(luò)自 校正 的 PID控制器能夠根據(jù)被控對(duì)象的變化 ,對(duì) kp ,ki ,kd 3個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié) ,在整個(gè)控制過(guò)程中 ,kp ,ki ,kd 3個(gè)參數(shù)總是在不斷向最優(yōu)值逼近 ,從而對(duì)控制效果有很大改進(jìn) . 參考文獻(xiàn) : (1) 蔡自興 . 人工智能 控制 . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 (2) 張漢全 ,肖建 ,汪曉寧 . 自動(dòng)控制理論新編教程 . 成都 :西南交通大學(xué)出版社 ,2020 (3) 彭學(xué)峰 ,劉建斌 ,魯興舉 .自動(dòng)控制原理實(shí)踐教程 . 北京 :中國(guó)水利水電出版社 ,2020 (4) 范影樂(lè) ,楊勝天 ,李軼 . MATLAB 仿真應(yīng)用詳解 . 北京 :人民郵電出版社 ,2020 (5) 劉衛(wèi)國(guó) ,陳昭平 ,張穎 . MATLAB 程序設(shè)計(jì)與應(yīng) 用 . 北京 :高等教育出版社 ,2020 (6) 樓順天 ,姚若玉 ,冶繼民 . 基于 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) — 控制系統(tǒng) . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020
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