控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計-單神經(jīng)元pid控制系統(tǒng)仿真(編輯修改稿)
2024-10-07 21:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 值選擇較大時，為保證上述單神經(jīng)元 P1D控制學習算法的收斂性與魯棒性，對學習算法進行規(guī)范化處理： 31( ) ( 1 ) ( ) ( )iiiu k u k k w k x k??? ? ? ? （ ） ()iwk? = 31( ) | ( ) |iiiw k w k?? （ ） 1 1 1( 1 ) ( ) ( ) ( )Iw k w k e k x k?? ? ? （ ） 2 2 2( 1 ) ( ) ( ) ( )Pw k w k e k x k?? ? ? （ ） 3 3 3( 1 ) ( ) ( ) ( )Dw k w k e k x k?? ? ? （ ） 式中， ,I p D?? ? 為積分、比例、微分的學習速率； 1()xk= ()ek （ ） 2()xk= ()ek? （ ） 3()xk= 2 ()ek? = ( ) 2 ( 1) ( 2 )e k e k e k? ? ? ? （ ） 這里對積分 (I)、比例 (P)、微分 (D)分別采用不同的學習速率 ,I p D?? ? ，以便對它們各自的權(quán)系數(shù)能根據(jù)需要分別進行調(diào)整。采用不同的學習速率進行學習，可以防止某些項因為相差太大而被 淹沒，其取值可先由現(xiàn)場實驗或仿真來確定。 這里選取的一般規(guī)則如下： ①對于階躍響應(yīng)，若輸出有大的超調(diào)，且多次出現(xiàn)正弦衰減現(xiàn)象，應(yīng)減少 ,K 維持 ,I p D?? ? 不變；若上升時間長，無超調(diào)，應(yīng)增大 K ，保持 ,I p D?? ? 不變。 ②對于階躍輸入，若被控對象產(chǎn)生多次正弦衰減現(xiàn)象，應(yīng)減少 p? ，其他參數(shù)不變。 ③若被控對象響應(yīng)特件出現(xiàn)上升時間短、超調(diào)過大現(xiàn)象，應(yīng)減少 I? ，其他參數(shù)不變。 ④若被控對象上升時間長，增大 I? 又導致超調(diào)過大，可適當增加 P? ，其他參數(shù)不變。 ⑤在開始調(diào)整時， D? 選擇較小值，當調(diào)整 I? ， P? 和 K ，使被控對象具有良好特性時，再逐漸增大 D? ，而其他參數(shù)不變，使系統(tǒng)輸出基本無波紋。 ⑥ K是系統(tǒng)最敏感的參數(shù)。 K 值的變化，相當于 ,PID 三項同時變化，應(yīng)在第一步先調(diào)整 K ，然后根據(jù)“②～⑤”項調(diào)整規(guī)則調(diào)整 ,I p D?? ? 。 受控對象由差分方程給出 y(k)=(k1)+(k2)+(k1)+(k2) （ ） 兩端取 Z 變換 ,并加以整理得： G(z)= 6 6 3 ?? ? zzz （ ） 采樣周期為 T=,輸人為一階躍信號 rin(k)=1,分別用單神經(jīng)元 PID 和常規(guī) PID進行控制，并進行比較。 第 3 章 單神經(jīng)元 PID 系統(tǒng)仿真研究 m文件 SFunction . 1 使用模板文件： sfuntmp1. m 格式： [sys,x0]=function(t,x,u,flag) 該模板文件位于 MATLAB 根目錄下 toolbox/simulink/blocks 目錄下。 模板文件里 SFunction 的結(jié)構(gòu)十分簡單，它只為不同的 flag 的值指定要相應(yīng)調(diào)用的 m文件子函數(shù)。比如當 flag=3 時，即模塊處于計算輸出這個仿真階段時，相應(yīng)調(diào)用的子函數(shù)為 sys=mdloutputs(t,x,u)。 模板文件使用 switch 語句來完成這種指定，當然這種結(jié)構(gòu)并不唯一，用戶也可以使用 if 語句來完成同樣的功能。而且在實際運用時，可以根據(jù)實際需要來去掉某些值，因為并不是每個模塊都需要經(jīng)過所有的子函數(shù)調(diào)用。 模板文件只是 Simulink 為方便用戶而提供的一種參考格式，并不是編寫SFunction 的語法要求，用戶完全可以改變子函數(shù)的名稱，或者直接把代碼寫在主函數(shù)里，但使用模板文件的好處是，比較方便，而且條理清晰。 使用模板編寫 SFunction，用戶只需把 s函數(shù)名換成期望的函數(shù) 名稱，如果需要額外的輸入?yún)⒘?，還需在輸入?yún)?shù)列表的后面增加這些參數(shù)，因為前面的 4 個參數(shù)是Simulink 調(diào)用 SFunction 時自動傳入的。對于輸出參數(shù)，最好不做修改。接下去的工作就是根據(jù)所編 SFunction 要完成的任務(wù)，用相應(yīng)的代碼去替代模板里各個子函數(shù)的
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