基于神经网络的自适应内模pid控制方法

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1、第23卷第1期山东轻工业学院学报V0l_23No．12009焦2月JOURNALOFSHANDONGINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRYFeb．2009文章编号：1004—4280(2009)01—0028—05基于神经网络的自适应内模PID控制方法侯明冬，张井岗2，赵志诚2(1．山东劳动职业技术学院电气自动化系，山东济南250000；2．太原科技大学电子信息学院，书本太原030024)摘要：针对典型的工业过程控制对象，提出了一种基于神经网络的自适应内模PID(IMC—PID)控制方法。传统的IMC—PI

2、D控制器只有一个可调参数，可方便的调整闭环系统的响应速度和鲁棒性。但当控制对象参数发生变化或系统中存在不确定性因素时，则需要重新整定IMC—PID控制器参数。所提出的方法通过神经网络的在线学习功能实时地调整IMC—PID控制器参数，以增强系统的鲁棒性和控制性能，其中BP算法用于调整神经网络的权值，以保证控制系统的误差最小。仿真结果表明了它的有效性。关键词：神经网络；IMC—PID；自适应；可调参数中图分类号：TP273文献标识码：AAnadaptiveIMC——PIDcontrolschemebasedonneura

3、lnetworksHOUMing—dong，ZHANGJing—gang，ZHAOZhi—cheng(1．DepartmentofElectricAutomationofShandonglaborvocationalandtechnologycollege，Jinan250000，China；2．SchoolofelectronicsinformationengineeringofTaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：

4、AnadaptiveIMC—PIDcontrolmethodbasedonneuralnetworksisproposedforthetypicalin—dustrialprocess．TheconventionalIMC—PIDprovidesconvenienttuningparametertoadjusttheresponsespeedandrobustnessoftheclosed—loopsystembecauseithasonlyonetuningparameter．Butwhenthecharacter

5、isticsvariationanduncertaintyfactorsareincludedinthecontrolsystem，wemustretunethecontrolparameterofIMC—PID．ThismethodisusedtoadjusttheparameterofIMC—PIDcontrollerthroughtheonlinelearningfunctionofneuralnetwork．SOastoenhancetherobustandcontrolperform—anceofthesy

6、stem．TheweightsoftheNNareadjustedbytheBackPropagationmethodSOthatthecontrolerrorcanbeminimized．Simulationresultsshowtheeffectiveness0fthescheme．Keywords：neuralnetworks；IMC—PID；adaptive；tuning—parameterPID控制器(IMC—PID)J，不仅具有PID控制器的1引言简单结构，且控制器只有一个调整参数A，但参数整定时要在系统

7、的标称性能和鲁棒性之间进行折中选随着工业被控对象复杂程度的提高，被控对象择。另外，IMC—PID控制器中含有控制对象的模型中常常存在时滞和不确定性因素，传统的PID控制参数，当控制对象参数变化或控制系统中的不确定方法难以满足控制系统的要。由Garcia和Morari性因素严重时，需要重新整定IMC—PID参数。因提出的内模控制方法明确的考虑了模型的不确定此，文献中，将自适应控制、模糊控制和神经网性，能消除不可测干扰的影响，具有设计简单、跟踪络控制技术应用于改进IMC—PID控制。文献中性能好、鲁棒性强等特点_1J，基

8、于内模控制原理的将IMC—PID与自适应PSD控制结合并应用于温度收稿日期：2008—11—28基金项目：山西省自然科学基金项目资助(2007011049)作者简介：侯明冬(1981一)，男，山东省济南市人，山东劳动职业技术学院讲师，主要研究方向为智能控制及其应用第1期侯明冬，等：基于神经网络的自适应内模PID控制方法控制系统，仿真及实际应用结