基于BP算法PID控制器的研究

文中主要研究了基于BP算法的PID控制器在非线性系统中的控制效果以及对权值整定初始化的优化。在介绍BP网络基本原理的基础上以非线性控制系统Simulink仿真为例,使用基于BP算法的PID控制器对该系统进行优化和整定,并结合Nguyen-Widrow初始化算法为层产生初始权重和偏置值,使得每层神经元的活动区域能大致平坦地分布在输入空间,实现了对PID参数的实时调节,并且使神经网络的学习和收敛速度加快,大大改善系统的初始运行的稳定性。仿真结果表明,基于BP算法的PID控制器在非线性控制系统中对其参数优化整定具有良好的效果。     

一种神经形态马赫数PID自适应控制器研究

本文从自适应控制和优化学习算法的角度出发，将传统的PID控制和神经网络BP算法相结合，构造了具有自适应、自学习功能的神经形态PID自适应马赫数控制器(NNCPID)。通过对网络控制模型的训练、学习和系统仿真，验证了该NNCPID控制器在改善马赫数控制性能、提高系统实时性、鲁棒性等方面，具有很大的优越性。     

参数自整定PID控制器设计与仿真

对于工业控制领域中的系统普遍存在非线性、时变的特点,采用传统PID作为控制器很难获得满意的控制效果,而神经网络具有任意非线性逼近能力,可以通过对系统性能的学习来实现具有最佳组合的PID控制。设计了基于BP网络整定PID参数的控制器,该控制算法只需粗略给出PID参数便可以根据系统性能自动寻优调整。利用MATLAB软件得到的仿真结果表明,该控制策略可以达到满意的控制效果,且具有很强的鲁棒性和自适应能力。     

基于神经网络的PID自整定控制系统

文章介绍了一种应用神经网络技术建立的PID自整定控制系统,给出了系统结构,详细分析了BP神经网络和RBF神经网络的结构和学习算法。该系统采用3层BP神经网络,其输出为PID控制器的参数;通过变结构的RBF神经网络辨识控制对象,将得到的输出对输入的梯度信息提供给BP神经网络,BP神经网络根据该信息优化PID控制器参数。仿真结果表明,该系统对于参数扰动较大的非线性系统,其收敛速度快、动态响应能力强、稳定性好,且具有较强的鲁棒性和适应性。     

BP神经网络模型预测控制算法的仿真研究

为克服被控对象参数变化导致控制精度降低的问题,研究了一种BP神经网络模型预测控制算法。借助最小二乘递推算法在线预测系统模型参数,利用BP神经网络在线预测PID参数以控制被控对象。该算法基于模型预测,首先在线性系统中验证其控制效果,然后将非线性问题作线性处理,采用BP神经网络模型预测PID控制器予以实现控制非线性系统。仿真曲线显示BP神经网络PID控制器用于线性系统可达到高精度控制要求;对于非线性系统有自适应及逼近任意函数的能力。仿真研究表明,该算法与传统BP神经网络PID控制器相比,其自适应能力更强,稳定性更好,控制精度更高。     

基于BP神经网络整定的PID控制

为了改善传统PID控制器的控制效果，采用BP神经网络对PID参数进行自整定，并对该系统进行了仿真分析。仿真结果表明，采用BP神经网络整定的PID控制器具有良好的控制品质。     

基于BP算法PID控制器的研究

文中主要研究了基于BP算法的PID控制器在非线性系统中的控制效果以及对权值整定初始化的优化.在介绍BP网络基本原理的基础上以非线性控制系统Simulink仿真为例,使用基于BP算法的PID控制器对该系统进行优化和整定,并结合Nguyen-Widrow初始化算法为层产生初始权重和偏置值,使得每层神经元的活动区域能大致平坦地分布在输入空间,实现了对PID参数的实时调节,并且使神经网络的学习和收敛速度加快,大大改善系统的初始运行的稳定性.仿真结果表明,基于BP算法的PID控制器在非线性控制系统中对其参数优化整定具有良好的效果.     

挖掘机提升系统神经网络PID控制的研究

建立了280-B挖掘机提升系统的数学模型;针对该系统动态特性的非线性和时变性因素,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器的设计方案,该控制器既有经典PID控制算法的特点,又有神经网络良好的自适应和抗干扰能力。Matlab仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制器具有较高的精度和较强的适应性,可以获得满意的控制效果。     

基于粒子群算法的PID神经网络解耦控制

基于粒子群的优化算法具有对整个参数空间进行高效并行搜索的特点以及PID神经网络的自调节和自适应特性,设计了具有PID结构的多变量自适应神经网络控制器。该算法采用粒子群算法优化PID神经网络初始权值,并将优化后的最优初始权值控制非线性耦合系统。系统仿真结果表明,粒子群优化后的PID神经网络控制器具有逼近控制目标更快、响应时间较短的显著优点。该控制策略可在大范围内克服系统的非线性和强耦合问题,具有一定的理论研究价值和工程实用价值。     

基于BP神经网络的汽包建模及其控制器设计

针对锅炉汽包系统的强耦合性和非线性及传统的PID控制方法存在控制精度低、调节时间长等问题,提出了利用基于数据的建模方法,对汽包系统进行误差反向传播(BP)神经网络建模,并对神经网络模型进行泛化能力测试,然后利用基于BP神经网络的PID控制方法设计汽包液位优化控制器.实验仿真结果表明,基于BP神经网络建立的汽包模型具有较好的泛化能力,神经网络PID优化控制器在控制精度高、收敛速度快和鲁棒性强等方面都优于传统PID控制器.     

基于改进BP神经网络的PID控制方法研究

针对最速下降法收敛速度慢和易陷入局部极小的缺点，提出一种新型的基于改进BP神经网络的PID控制方法，该方法将神经网络和PID控制策略相结合，既具有神经网络自学习、自适应及逼近任意函数的能力。又具有常规PID控制器结构简单的特点。该控制器的算法采用Fletcher—Reeves共轭梯度法，它可以避免网络陷入局部极小点，同时加快网络的训练速度。并用这种改进的共轭梯度法对神经网络PID控制器参数实现在线修正。最后给出了在Matlab平台上的实现算法。仿真结果表明该控制方法是有效的。     

基于混沌优化的非线性预测控制器

针对非线性系统的控制问题,本文将神经网络辨识、混沌优化和预测控制思想有机结合,提出了一种新型非线性预测控制器.该控制器以神经网络作为预测模型,混沌优化算法作为滚动优化策略,避免了非线性预测控制中复杂的梯度计算和矩阵求逆问题.另外在训练神经网络过程中,采用了带混沌机制的自适应学习率的BP算法,以提高神经网络的收敛能力和收敛速度.仿真研究说明了该非线性预测控制器的有效性及实时性.     

电机温度时滞耦合系统自抗扰控制仿真研究

电机温度过高会造成绝缘性能老化,电机安全性能下降;电机控制系统是典型的非线性系统,电机温度也因此具有时滞性和耦合性的特点,难以建立准确的数学模型;传统的方法对电机温度的控制精度较差,从而导致电机温度失控;为此,提出基于BP神经网络自抗扰控制算法的电机时滞耦合关系下温度控制方法;将BP神经网络与PID控制方法相结合建立电机温度网络自抗扰控制器模型,利用梯度下降法修正电机温度控制器模型的权值系数,从而实现了BP神经网络自抗扰控制器参数的实时调整;实验结果表明,利用BP神经网络自抗扰算法进行电机时滞耦合关系下温度调整,能够有效提高控制的精确度,缩短了控制过程中的时间延时。     

基于PID神经网络的非线性动态系统控制

基于PID神经网络的控制器可以完成变量的单输入-单输出非线性系统的任务.该控制器采用BP(误差反向传播)算法来修正连接权重值,通过在线训练和学习,使目标函数到达最优值.充分利用了BP神经网络算法逼近任意连续有界非线性函数的能力,显示了神经网络在解决非线性系统方面的潜能.为了达到控制的目的,和其他非线性建模技术相比较,PID神经网络有几个明确的优点和它独特的用法相一致.仿真结果表明,在对非线性动态系统控制时,基于PID神经网络的控制系统具有很强的灵活和高效性,能取得良好的控制效果.     

基于BP网络模型的非线性预测控制策略研究

提出了一种基于神经网络模型的非线性多步预测控制策略。预测器和控制器由一个BP网络构成。在整个过程中，首先利用一个BP网络构造一个非线性多步预测模型，根据被控对象输出与网络实际输出之间的误差采用改进的BP算法修改网络权值，以逐步建立合理的多步预测模型。然后，根据网络的多步预测输出序列与设定值序列的偏差构造性能指标函数，根据性能指标函数采用自适应变步长梯度法修改控制律。仿真结果表明了该策略的有效性。     

改进神经网络煤矿安全评价模型仿真研究

研究煤矿安全评价准确性问题。煤矿生产安全问题一直是国内外研究的热点,针对传统的安全评价算法难以评价出煤矿安全生产中出现的情况,评价预测准确率低等问题,提出了基于BP神经网络算法煤矿安全评价模型。采用BP神经网络的特点是可以逼近任意的非线性函数,但是BP神经网络并非完美的神经网络,采用遗传算法优化BP神经网络可以克服其缺点,将改进的算法应用于煤矿系统安全评价之中,仿真结果表明,基于改进的BP神经网络煤矿安全评价模型方法有效性和实用性,能够正确评价安全生产状态。     

基于改进的BP神经网络的血液细胞图像分割

采用BP神经网络来分割白细胞显微图像,在边缘检全上的效果尚不理想,针对此问题,提出了改进BP神经网络。提出了一种采用L-M算法的改进BP神经网络。在此基础上建立了基于改进BP神经网络的非线性系统模型。实验结果表明,它能有效地克服已有方法无法克服的边缘检出问题,使得分割图像能更好的接近真实图像。     

基于合作粒子群算法的PID神经网络非线性控制系统

PID神经元网络 (PIDNN)模型为一种新型的神经网络模型,兼有PID与神经网络的共同优点,应用于复杂的控制系统.取得优良控制性能,但其后向传播算法 (BP)限制了该模型的应用范围.为实现对非线性多变量系统的有效控制,扩展神经网络的应有范围,本文采用PIDNN神经网络设计了多变量PIDNN神经网络 (MPIDNN)控制器,并用本文作者提出的合作粒子群算法 (CPSO)取代了传统BP后向传播算法,通过比较MPIDNN_CPSO、MPIDNNCRPSO、MPIDNN_PSO和MPIDNN_BP4种控制器的控制性能,仿真结果表明,基于CPSO算法的MPIDNN控制器实现了对非线性多变量不对称系统的有效控制.与传统的BP算法相比,CPSO算法提高了控制系统的稳定性、精确性与鲁棒性.     

基于改进型BP神经网络的瓦斯传感器的非线性校正

提出了一种基于改进型BP神经网络的瓦斯传感器的非线性校正方法,利用神经网络良好的非线性映射能力,逼近反非线性函数完成非线行校正。仿真实验结果表明:与传统的分段线性与BP算法相比,改进型的BP神经网络收敛速度快、逼近精度高,准确度由原来分段线性校正的±5.020%提高到现在的±0.130%,且易于动态调校。