神经网络pid控制器MATLAB,BP神经网络PID控制器的Simulink 仿真模型搭建教程

下面是神经网络PID控制器MATLAB的教程：

1. 准备数据

首先，我们需要准备训练数据和测试数据。这些数据应该是从我们要控制的系统中收集到的实际数据。在本教程中，我们将使用一个简单的模拟系统，称为“SISO系统”（单输入单输出系统），其传输函数为：

G(s) = 1 / (s^2 + 2s + 1)

我们将使用MATLAB的Control System Toolbox来生成此系统的模型。请按照以下步骤操作：

% 定义系统传输函数
num = 1;
den = [1 2 1];
G = tf(num,den);

% 绘制系统的阶跃响应
step(G);

执行这段代码将绘制出系统的阶跃响应图。在图表上右键单击，选择“导出数据”以将数据保存到文件中。

2. 训练神经网络PID控制器

现在，我们将使用MATLAB的神经网络工具箱来训练我们的神经网络PID控制器。请按照以下步骤操作：

% 读取训练数据
data = load('step_response_data.txt');
inputs = data(:,1)';
outputs = data(:,2)';

% 创建神经网络
net = newff(inputs,outputs,[10 1],{'tansig','purelin'},'trainlm');

% 训练神经网络
net.trainParam.show = 50;
net.trainParam.epochs = 1000;
net.trainParam.goal = 0.01;
net = train(net,inputs,outputs);

% 保存神经网络
save('neural_network_pid_controller.mat','net');

执行这段代码将训练神经网络，并将其保存到文件中。

3. 测试神经网络PID控制器

现在，我们将使用MATLAB的Simulink来测试我们的神经网络PID控制器。请按照以下步骤操作：

- 创建一个新的Simulink模型。
- 在模型中添加以下模块：Step，Scope，PID Controller，和MATLAB Function。
- 将Step模块的输出连接到PID Controller模块的输入。
- 将PID Controller模块的输出连接到MATLAB Function模块的输入。
- 在MATLAB Function模块中添加以下代码：

function y = fcn(u,net)
y = sim(net,u);

- 在MATLAB Function模块的参数设置中加入“net”。
- 运行Simulink模型并观察输出。

在模型中，我们使用Step模块来生成一个阶跃信号，然后将其输入到PID Controller模块中。PID控制器模块将生成一个控制信号，并将其输入到MATLAB Function模块中。MATLAB Function模块将使用我们训练的神经网络来计算输出，然后将其发送到Scope模块中进行显示。

执行这些步骤，即可搭建一个神经网络PID控制器的Simulink模型，并测试其性能。