Buck电路输出电流的神经网络PID控制

简述了降压斩波电路的电路模型,从其原理上解释其非线性输出的原因.其次,描述了传统控制的局限性和神经网络的研究现状,介绍了神经网络的特征和功能.再者,通过神经网络的模型,对BP算法进行了数学公式推导,给出了BP算法的详细思路和具体过程,采用Matlab软件编程实现BP神经网络算法,并将算法训练后的BP神经网络运用到非线性函数的逼近中去.最后,使用Matlab软件下的Simulink模块搭建了降压斩波电路,再分别搭建传统PID控制和神经网络PID控制的结构模型对其进行控制仿真,得到相应的输出电流电压仿真结果图.仿真结果表明,BP神经网络控制器具有更好的控制效果,相比较闭环PID控制器,能够有效克服经典PID控制器在被控对象具有非线性、时变不确定性和难以建立精确的数学模型时,出现的控制结构复杂、参数整定不良和性能欠佳等缺点.     

柴油发电机神经网络非线性励磁控制器研究

采用基于LM算法的BP神经网络逼近柴油无刷发电机微分几何非线性励磁控制器,实现了神经网络非线性励磁控制方式,简化了控制回路。仿真结果表明,在系统遭受扰动或故障时,所设计的神经网络非线性励磁控制器具有良好的控制效果。     

非线性离散系统变结构神经自校正控制器

针对仿射非线性离散系统,设计了一种变结构神经自校正控制器;自校正控制器采用变结构神经网络BP优化算法来设计控制器;控制器通过动态地修改神经网络权值,从而使控制的效果更加理想。     

基于DE-BP算法的模糊神经网络控制器及其在污水处理溶解氧浓度控制上的应用

针对污水处理过程这一多变量、强耦合的复杂非线性系统,提出了一种基于差分进化算法的模糊神经网络控制方法,并应用于污水处理过程溶解氧浓度的控制。首先利用差分进化(DE)结合BP的混合算法对给定的模糊神经网络控制器结构参数进行离线优化,然后利用BP算法较强的局部搜索能力,对参数进一步在线调整。将所提出的控制器用于污水处理BSM1仿真平台的溶解氧浓度控制,控制性能优于常规的模糊控制器,仿真结果表明了该控制策略的有效性。     

基于遗传算法的模糊神经网络控制器的仿真

对遗传算法(GA)和模糊神经网络控制器的结构进行了说明.为了克服反向传播算法(BP)的缺点,通过遗传算法对模糊神经网络控制器的参数进行优化,亦即对模糊神经网络进行训练.用通过优化后的模糊神经网络控制器控制一个带有纯滞后的非线性对象,仿真结果证实了其性能较常规模糊控制器优越.     

一类基于Levenberg-Marquardt算法的神经PID控制研究

传统的比例积分控制器具有一定的局限性,尤其是当被控对象会有非线性、不确定性和时变特性,常规的PID控制器往往难以发挥作用,甚至会失稳.利用神经网络进行复杂过程的PID控制可以很好地解决上述问题.Lvenberg-Marquardt(LM)算法是梯度下降法与高斯-牛顿法的结合.就训练次数与精度而言,它明显优于共轭梯度法及变学习率的BP算法,适用于PID控制.得到了在线自适应神经网络PID控制算法,该算法改善了传统BP算法,实现了现有PID控制器控制方法.     

非线性Hammerstein-Wiener模型辨识预测控制

为解决工业过程控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,提出一种基于BP神经网络模型的预测控制策略,采用一种分段最小二乘支持向量机辨识Hammerstein-Wiener模型系数的方法建立非线性预测控制器.利用BP神经网络训练预测控制输入序列和拟牛顿算法求解非线性预测控制律,从而实现了一种基于支持向量机Hammerstein-Wiener辨识模型的非线性预测控制算法.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性.     

一类基于Levenberg—Marquardt算法的神经PID控制研究

传统的比例积分控制器具有一定的局限性,尤其是当被控对象会有非线性、不确定性和时变特性,常规的PID控制器往往难以发挥作用,甚至会失稳．利用神经网络进行复杂过程的PID控制可以很好地解决上述问题．Levenberg—Marquadt（LM）算法是梯度下降法与高斯一牛顿法的结合,就训练次数与精度而言,它明显优于共轭梯度法及变学习率的BP算法,适用于PID控制．得到了在线自适应神经网络PID控制算法,该算法改善了传统BP算法,实现了现有PID控制器控制方法．     

基于LM-PSO算法和BP神经网络的非线性预测控制

针对非线性系统,提出了一种基于BP神经网络的预测控制方法。以BP神经网络建立多步预测模型并预测系统输出值,用LM(Levenberg-Marquardt)算法和PSO(Particle Swarm Optimization)算法组合的混合算法对目标性能指标函数进行滚动优化求解,得到非线性系统的最优控制量;利用误差修正参考输入法实现反馈矫正。通过将粒子群算法引入LM算法,克服了LM算法依赖初值和粒子群算法过早收敛于局部极值的问题,提高了求解的运行速度和精确度。通过对单变量非线性系统仿真实验,证明了该控制系统具有良好的稳定性、自适应性和鲁棒性。该方法可在数学模型不确定的情况下设计出有效的预测控制器。     

神经网络模型参考自适应控制算法研究

分析了基于BP算法的神经网络模型参考自适应控制器对大惯性环节被控对象的控制效果,发现该算法使控制器存在严重的“过学习”现象,为避免这一现象,设计了一种新的误差函数结构,得到改进的BP算法,针对一个存在大惯性环节的线性时变系统,对比分析了神经网络模型参考自适应控制器在采用传统的BP算法和改进的BP算法时得到的不同控制效果。     

改进BP神经网络的并网逆变器分数阶比例-积分-微分控制策略

传统PID控制技术在电网产生扰动时无法兼顾快速性和鲁棒性,易造成系统不稳定失衡,向电网注入大量的谐波。对此现象,提出了一种改进BP神经网络的分数阶PID控制器来提高电网的鲁棒性和对响应的快速性。该算法采用分数阶PID控制器跟踪电流外环的参考电流,并针对分数阶PID控制器的五个参数采用BP神经网络实时在线整定。消除了人为调参所带来的不确定性。对于BP神经网络在整定参数过程中无法整定得到最优解,引入变化的惯性因子和学习率,提高了BP神经网络的求解效率。仿真结果验证,所提控制算法对并网电流能够实现快速跟踪,鲁棒性好。     

基于BP神经网络特定学习的单级倒立摆控制方法

利用BP神经网络的特定学习算法，以单级倒立摆为控制对象设计一个四输入／单输出、包含5个隐层单元的3层BP神经网络控制器，提出一种新的单级倒立摆控制方法，然后通过Matlab6．5数值计算软件对这种新的单级倒立摆控制方法进行仿真．仿真结果表明，该方法具有较好的收敛性，是一种有效的控制方法．     

一种时变非线性对象神经网络PID控制的仿真

利用BP神经网络对被控对象进行了控制和辨识,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器;给出了相应的控制算法;并对典型的参数时变非线性系统的控制进行了仿真研究。仿真结果表明,同传统PID控制器相比,神经网络PID控制器对于模型、环境具有较好的适应能力与较强的鲁棒性,证明了神经网络控制的优越性。     

抄纸过程的BP神经网络PID控制

为了使抄纸过程的输出(湿度和基重)最大限度地接近给定值,采用BP神经网络PID控制。此控制器由PID控制器和BP神经网络组成,采用BP算法进行PID参数的在线调整,使输出值较好地跟踪了给定值,能达到较好的控制效果,并为抄纸过程的控制提供另一种思路。     

采用改进神经网络PID控制的车辆悬架振动仿真研究

为了研究车辆悬架振动模型,创建了车辆悬架平面简图,并根据牛顿定律推导出车辆悬架振动微分方程式。引用BP神经网络PID控制器,对传统粒子群算法进行改进,将改进粒子群算法用于优化BP神经网络PID可知结构。通过MATLAB软件中对车辆悬架位移、速度和加速度进行仿真验证;同时,与BP神经网络PID控制器仿真结果进行比较和分析。结果表明,车辆悬架采用BP神经网络PID控制器,悬架行程、轮胎位移和车身加速度均方根值较大,车辆整体振动幅度较大;而采用改进BP神经网络PID控制器,悬架行程、轮胎位移和车身加速度均方根值较小,车辆整体振动幅度较小。采用改进神经网络PID控制车辆悬架,能够抑制路面噪声激励对车辆振动幅度的影响,提高车辆行驶的安全性。     

采用改进神经网络PID控制的移动机器人轨迹追踪控制研究

为了提高双轮移动机器人运动轨迹追踪精度,采用改进粒子群算法优化BP神经网络PID控制器,并对控制效果进行仿真验证。创建双轮移动机器人模型简图,给出运动轨迹误差方程式。在传统PID控制基础上增加BP神经网络结构,引用粒子群算法并对其进行改进,采用改进粒子群算法优化BP神经网络PID控制调整参数,给出双轮移动机器人PID控制参数优化流程。采用数学软件MATLAB对双轮移动机器人轨迹追踪误差进行仿真验证,并与传统PID控制追踪误差进行对比。仿真曲线显示:在理想环境中,双轮移动机器人采用两种控制方法都能较好地实现轨迹追踪,追踪误差较小;在干扰波形环境中,传统PID控制双轮移动机器人追踪误差较大,而改进PID控制双轮移动机器人追踪误差较小。采用改进粒子群算法优化BP神经网络PID控制器,可以提高移动机器人运动轨迹追踪精度。     

LMBP神经网络PID控制器在暖通空调系统中的应用研究

针对BP神经网络学习过程收敛速度慢及易陷入局部极小值的缺陷,研究了levenberg-marquart算法(即LM算法).为解决LM算法中学习速率的选择和逆矩阵的求解这两个严重影响训练时间和收敛精度的问题,采用LU分解法对LM算法进行改进和优化,并通过MATLAB语言编程实现,将得到的LMBP神经网络PID控制器应用于暖通空调冷冻水循环的控制回路中,将其控制效果与PID控制算法、BP神经网络PID控制算法进行仿真对比研究.研究结果表明,采用LMBP神经网络PID控制器在减少超调量、加快收敛速度、减少稳态误差等方面的性能都得到了明显的改善.     

基于BP神经网络的船舶航向智能PID控制研究

针对船舶航向控制非线性的特性,以船舶航向运动一阶KT模型为研究对象,设计了基于BP神经网络的自整定PID算法航向控制器。将传统PID与BP神经网络结合,对被控对象由BP神经网络进行辨识,给出PID控制参数,由PID控制算法进行控制并优化收敛速度。根据真实渡轮船舶特征参数,利用MATLAB/Simulink仿真软件建立船舶航向运动控制系统模型。仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制系统超调小、鲁棒性好,可长时间稳定工作,几乎无稳态误差,控制算法的实用性以及动态控制系统的优越性得到验证。