改进型模糊神经网络PID控制器的设计与仿真
2021-04-17吕晓丹吴次南
数据采集与处理 2021年2期
关键词:规则
吕晓丹,吴次南
(贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳550000)
引 言
比例积分微分(Proportion integral differential,PID)控制是较为传统的控制算法,由于其具有算法简单、鲁棒性好、可靠性高的优点,被广泛应用在过程控制和运动控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的系统。但是,实际工业自动化过程往往具有非线性、时变、难以建立精确数学模型的特点,而传统PID控制器的3个控制参数(比例系数Kp、积分系数Ki、差分系数Kd)是一组根据经验设定的固定值,无法实时在线调整,导致控制效果很难让人满意。
神经网络具有强大的自我学习能力和非线性映射能力,可以实现PID控制参数的实时在线调整。于是开始有学者将神经网络应用到PID控制领域,形成神经网络PID控制器[1-2]。这种方法较之传统PID控制器而言,实现了控制参数的在线调整,提高了PID控制的品质。
但是,神经网络的缺点是推理能力差,而模糊控制有着很好的逻辑推理能力,于是,不少学者尝试将神经网络与模糊控制这两种智能控制技术结合起来。1990年,Takagi[3]概括性地探讨了模糊控制与神经网络未来的发展趋势。Jang等[4-5]分别证明了神经网络与模糊控制的函数等价性,为模糊控制与神经网络的结合打下了坚实基础。随后,学者们在模糊神经网络领域有不少新发现。例如:一种带有补偿运算层的5层补偿模糊神经网络[6];一种基于免疫遗传算法的动态递归模糊神经网络[7];在线动态增减规则层神经元个数的改进型模糊神经网络[8]等;除了对网络的整体结构进行改进外,也有学者对网络中某一部分进行了改进和创新。……
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