综上所述,得出的自适应PID控制算法为:(1)离线获取被控对象的辨识模型—FNN1;(2)训练后接入控制系统,以误差 学习FNN1的参数;(3)以 作为误差,用FNN1提供的梯度在线学习NN2的参数 、 和 ;(4)以式(2)所得的u(t)作为被控对象的输入,产生输出;(5)令t=t+1,返回(2)。总之,控制算法采用离线训练,在线调整的方式进行,这样便于实时控制。
4.仿真实验
离线训练被控对象的模糊辨识模型,被控对象为:
(13)
(14)
选择辨识对象(13)的500个样本点,这500个样本点是利用输入信号 产生的。选 、 、 、 作为FNN1输入变量,模糊规则数取为 ,离线训练1000次后,辨识精度达到E=1.0876e-006,得出被控对象的辨识模型,辨识曲线如图3所示。图4给出了常规PID控制响应;再将该辨识模型接入控制系统中,利用学习算法在线调整FNN1和NN2的参数,NN2隐层节点数经过筛选为9,优化PID控制器的参数,使系统获得良好的控制品质,图5给出了该PID智能控制器的响应和控制量的变化曲线。由仿真结果可见,系统在较短的时间内就达到了很好的动态性能,输出响应超调小、无静差、过渡时间较短,网络学习的收敛速度快,取得了满意的控制效果。改变控制对象为时变的非线性系统式(14),继续采用该智能控制器,从图6看出,该PID智能控制器能够适应参数时变的对象,具有良好的控制效果及较强的适应性和鲁棒性。
 
图3 辨识结果图4常规PID控制响应
 
图5智能PID控制响应图6时变系统控制响应
[参考文献]
[1] Wang,L. X. . Fuzzy systems are universal approximators . Proc.IEEE Int. Conf .on Fuzzy Systems, San Diego,1992,1163-1170
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[4] 陶永华,新型PID控制及其应用,机械工业出版社,2002
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