基于改进的BP神经网络PID控制器(第2页)
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e(k),那么按照式(1-7)对其学习速率增大,当误差不再变化时,此时记录连接权值。若误差e(k+1)满足e(k+1)>e(k),那么按照式(1-8)对其学习速率减小,当误差减小时,记录连接权值
七是将k赋值为k+1,返回第二步。
3 改进的BP神经网络PID仿真
将被控对象假定为:
网络结构采用4-5-3结构,输入信号为γ(k)=1.0,此信号是阶跃信号。网络结构中的4代表输入层有四个输入,为给定输入r(k)、
e(k)=r(k)-y(k)、y(k)和1。网络结构中的3代表输出层有三个参数,为KP、KI、KD。η=0.01,加权系数初值在[-1,1]区间内随机赋值。经过仿真得到的曲线图如图1和图2所示。
图1 单位阶跃响应曲线图
图2 误差变化曲线
被控对象是二阶的,所以阶跃响应曲线以正弦的方式衰减,并在系统稳定水平线上下振荡。从图1和图2可以看出,刚启动时系统振荡幅度较大,误差也比较大,系统在0.2s左右时振荡幅度变小,误差也迅速变小,在0.3s之后系统达到稳定运行,误差几近于0。由图可知在单位阶跃响应中改进的BP神经网络相较BP神经网络而言,超调量小,收敛速度快。
4 总结
提出了一种分层调整学习速率的BP神经网络改进方法,并把改进的方法与传统的PID结合。并基于MATLAB平台建立了模型进行仿真验证,仿真结果验证了改进的BP神经网络PID具有更快的响应速度、更高的精度,且稳定性更强。
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