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基于PID控制的神经网络控制算法,智能控制课堂作业
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内容介绍
%BP based PID Control clear all; close all; xite=0.1; alfa=0.25; IN=4;H=5;Out=3; %NN Structure wi=[-0.6394 -0.2696 -0.3756 -0.7023; -0.8603 -0.2013 -0.5024 -0.2596; -1.0749 0.5543 -1.6820 -0.5437; -0.3625 -0.0724 -0.6463 -0.2859; 0.1425 0.0279 -0.5406 -0.7660]; %wi=0.50*rands(H,IN); wi_1=wi;wi_2=wi;wi_3=wi; wo=[0.7576 0.2616 0.5820 -0.1416 -0.1325; -0.1146 0.2949 0.8352 0.2205 0.4508; 0.7201 0.4566 0.7672 0.4962 0.3632]; %wo=0.50*rands(Out,H); wo_1=wo;wo_2=wo;wo_3=wo; x=[0,0,0]; du_1=0; u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0; y_1=0;y_2=0;y_3=0; Oh=zeros(H,1); %Output from NN middle layer I=Oh; %Input to NN middle layer error_2=0; error_1=0; ts=0.1; sys=tf(4.228,[1,2.14,9.276,4.228],'inputdelay',0.2); %建立被控对象传递函数 dsys=c2d(sys,ts,'foh'); %把传递函数离散化 [num,den]=tfdata(dsys,'v');%离散化后提取分子、分母 for k=1:1:100 time(k)=k*ts; rin(k)=1.0; yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2; error(k)=rin(k)-yout(k); xi=[rin(k),yout(k),error(k),1]; x(1)=error(k)-error_1; x(2)=error(k); x(3)=error(k)-2*error_1+error_2; epid=[x(1);x(2);x(3)]; I=xi*wi'; for j=1:1:H Oh(j)=(exp(I(j))-exp(-I(j)))/(exp(I(j))+exp(-I(j))); %Middle Layer end K=wo*Oh; %Output Layer for l=1:1:Out K(l)=exp(K(l))/(exp(K(l))+exp(-K(l))); %Getting kp,ki,kd end kp(k)=K(1);ki(k)=K(2);kd(k)=K(3); Kpid=[kp(k),ki(k),kd(k)]; du(k)=Kpid*epid; u(k)=u_1+du(k); dyu(k)=sign((yout(k)-y_1)/(du(k)-du_1+0.0001)); %Output layer for j=1:1:Out dK(j)=2/(exp(K(j))+exp(-K(j)))^2; end for l=1:1:Out delta3(l)=error(k)*dyu(k)*epid(l)*dK(l); end for l=1:1:Out for i=1:1:H d_wo=xite*delta3(l)*Oh(i)+alfa*(wo_1-wo_2); end end wo=wo_1+d_wo+alfa*(wo_1-wo_2); %Hidden layer for i=1:1:H dO(i)=4/(exp(I(i))+exp(-I(i)))^2; end segma=delta3*wo; for i=1:1:H delta2(i)=dO(i)*segma(i); end d_wi=xite*delta2'*xi; wi=wi_1+d_wi+alfa*(wi_1-wi_2); %Parameters Update du_1=du(k); u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k); y_2=y_1;y_1=yout(k); wo_3=wo_2; wo_2=wo_1; wo_1=wo; wi_3=wi_2; wi_2=wi_1; wi_1=wi; error_2=error_1; error_1=error(k); end kp(end) ki(end) kd(end) figure(1); plot(time,rin,'r',time,yout,'b'); xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout'); grid on figure(2); plot(time,error,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('error'); grid on figure(3); plot(time,u,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('u'); grid on figure(4); subplot(311); plot(time,kp,'r'); xlabel('time(s)');ylabel('kp'); grid on subplot(312); plot(time,ki,'g'); xlabel('time(s)');ylabel('ki'); grid on subplot(313); plot(time,kd,'b'); xlabel('time(s)');ylabel('kd'); grid on
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