利用python设计神经网络控制系统,对象是二阶系统,开环传递函数1/(s^2+2*s+1)
时间: 2024-01-24 17:16:49 浏览: 170
电源技术中的电源系统的开环传递函数T。(s)及闭环传递函数Tc(s)
可以使用 Python 中的控制系统工具箱(Control System Toolbox)来设计神经网络控制器。以下是一个示例代码:
```python
import control
import numpy as np
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Dense
# 定义控制系统模型
sys = control.tf([1], [1, 2, 1])
# 定义训练数据集
t = np.linspace(0, 10, 1000)
u = np.sin(t)
y, t, _ = control.lsim(sys, u, t)
# 构建神经网络模型
model = Sequential()
model.add(Dense(10, input_shape=(1,), activation="tanh"))
model.add(Dense(1))
# 编译模型
model.compile(optimizer="adam", loss="mse")
# 训练模型
model.fit(u, y, epochs=100)
# 使用训练好的模型进行控制
def nn_controller(y):
u = model.predict(y)
return u
# 将神经网络控制器与系统模型连接起来
sys_nn = control.feedback(sys, nn_controller)
# 绘制开环和闭环系统响应曲线
t = np.linspace(0, 20, 1000)
u = np.sin(t)
y, t, _ = control.lsim(sys, u, t)
y_nn, t_nn, _ = control.lsim(sys_nn, u, t)
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure()
plt.plot(t, y, label="Open Loop")
plt.plot(t_nn, y_nn, label="Closed Loop")
plt.legend()
plt.show()
```
这个示例代码中,首先使用控制系统工具箱定义了一个二阶系统模型,然后生成训练数据集,接着构建了一个神经网络模型并进行训练,最后将神经网络控制器和系统模型连接起来,并绘制了开环和闭环系统的响应曲线。需要注意的是,这只是一个简单的示例代码,实际上在设计神经网络控制器时需要考虑更多的因素,如网络结构、训练数据集的选择等。
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