单神经自适应pid代码

以下是基于单神经元自适应PID控制器的示例代码：

import numpy as np

class SNAPIDController:
    def __init__(self, kp=1.0, ki=0.0, kd=0.0, length=10, beta=1.0, gamma=1.0, rho=0.01):
        self.kp = kp
        self.ki = ki
        self.kd = kd
        self.length = length
        self.beta = beta
        self.gamma = gamma
        self.rho = rho
        self.errors = np.zeros(length)
        self.weights = np.zeros(length)

    def update(self, error, dt):
        self.errors = np.roll(self.errors, 1)
        self.errors[0] = error
        self.weights = np.roll(self.weights, 1)
        self.weights[0] = (1 - self.rho) * self.weights[0] + self.rho * np.abs(error)

        # calculate the adaptive parameters
        alpha = self.beta * np.exp(-self.gamma * self.weights[0])
        kp_a = self.kp * alpha
        ki_a = self.ki * alpha / dt
        kd_a = self.kd * alpha * dt

        # calculate the control signal
        p_term = kp_a * error
        i_term = np.sum(self.errors) * ki_a
        d_term = (error - self.errors[1]) * kd_a
        control_signal = p_term + i_term + d_term

        return control_signal

在这个示例代码中，`SNAPIDController` 类实现了单神经元自适应PID控制器。其中，`kp`、`ki` 和 `kd` 分别是控制器的比例、积分和微分参数，`length` 是控制器的历史误差和权重的长度。`beta`、`gamma` 和 `rho` 分别是自适应算法的参数，`errors` 和 `weights` 分别是记录历史误差和权重的数组。

控制器的 `update` 方法接收当前误差和时间步长作为参数，并返回相应的控制信号。在 `update` 方法中，控制器先记录当前误差和更新历史误差和权重数组。然后，它使用自适应算法计算比例、积分和微分参数的自适应值，并使用它们计算控制信号。最后，控制器返回控制信号。

要使用这个控制器，您可以实例化一个对象并在控制循环中调用 `update` 方法。您需要提供当前误差和时间步长作为参数，并使用返回的控制信号来更新您的系统。例如：

controller = SNAPIDController(kp=1.0, ki=0.0, kd=0.0)
setpoint = 10.0
dt = 0.01
time = 0.0
while True:
    error = setpoint - get_process_variable()
    control_signal = controller.update(error, dt)
    set_actuator_output(control_signal)
    time += dt

在这个示例中，我们创建了一个名为 `controller` 的 `SNAPIDController` 对象，并将比例参数设置为 `1.0`，将积分和微分参数设置为 `0.0`。然后，我们定义了一个设定点 `setpoint`，一个时间步长 `dt` 和一个时间变量 `time`。在控制循环中，我们首先计算当前误差，然后使用 `controller.update` 方法计算控制信号。最后，我们使用 `set_actuator_output` 函数将控制信号写入执行器，并增加时间变量。