|
為了克服萬(wàn)能試驗機傳統PID控制的弱點(diǎn)，控制界已經(jīng)提出了大量的PID控制的改進(jìn)方案，各種方案的理論依據不同，采用手段也不相同，但它們的共同點(diǎn)都是針對如何選取和整定PID參數，在保持傳統PID控制器結構的基礎上，采用新的方法在線(xiàn)或離線(xiàn)確定PID參數。
PID控制要取得好的控制效果，就必須對比例、積分和微分三種控制作用進(jìn)行調整以形成相互配合又相互制約的關(guān)系，這種關(guān)系不是簡(jiǎn)單的“線(xiàn)性組合”，而是從非線(xiàn)性組合中找出最佳的關(guān)系。近年來(lái)，隨著(zhù)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的研究與應用，人們開(kāi)始采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )和PID控制相結合，以便改進(jìn)傳統PID控制的性能，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )所具有的任意非線(xiàn)性表示能力，可以通過(guò)對系統性能的學(xué)習來(lái)實(shí)現具有較佳組合的PID控制。目前的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )和PID控制相結合的方法可以歸納為兩種類(lèi)型：
（1） 采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )確定PID參數；
（2） 單神經(jīng)元結構PID控制器。這兩種類(lèi)型分別具有各自的特點(diǎn)
1. 采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )整定PID參數
這種方法是在傳統的PID控制器的基礎上附加一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )，利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的學(xué)習功能確定和調整PID參數，此控制器分為兩個(gè)部分：一部分是虛內部分，按傳統PID控制器的結構，對系統偏差信號進(jìn)行比例、積分和微分處理并加權相加，這些權重值即為比例、積分、微分系數；另一部分則為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )，一般采用多層前向網(wǎng)，此網(wǎng)絡(luò )根據系統的輸入和輸出信息，通過(guò)反復的學(xué)習和調整，提供第一部分所需的PID參數。
這種方法的主要缺點(diǎn)之一是它的結構比傳統的PID要復雜的多，實(shí)現的難度和代價(jià)較大；主要缺點(diǎn)之二是其不能避免一般神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的弱點(diǎn)，比如收斂速度慢、易陷入局部最小點(diǎn)、隱層單元個(gè)數和連接權重難以確定等等。
2. 單神經(jīng)元結構PID控制器
單神經(jīng)元結構PID系統的結構，虛線(xiàn)框內為單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )，它不承擔比例、積分、微分處理工作，它的輸入信號分別為系統偏差、偏差的積分和微分，單神經(jīng)元的連接權重值一一對應比例、積分、微分系數。單神經(jīng)元結構PID控制器的形式與傳統PID控制器的形式是相同的，所不同的是常規PID控制器的比例、積分、微分系數是預先設定的固定不變的，而單神經(jīng)元結構PID控制器的比例、積分、微分參數對應網(wǎng)絡(luò )的連接權重值，是可按某種學(xué)習算法改變的。 |
