给出BP神经网络自整定PID控制系统的设计过程和程序清单

时间: 2023-07-30 12:05:08 浏览: 38
设计过程: 1. 确定控制对象的数学模型,得到其传递函数。 2. 根据传递函数设计PID控制器参数,得到一个初步的PID控制器。 3. 建立BP神经网络,将控制对象的输入输出数据作为样本,训练BP神经网络。 4. 用BP神经网络对初步的PID控制器进行调整,得到优化后的PID控制器。 5. 将优化后的PID控制器与控制对象相结合,形成自整定PID控制系统。 程序清单: 1. 训练BP神经网络的程序: ``` import numpy as np from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense # 准备训练数据 x_train = np.array([[1, 2], [2, 4], [3, 6], [4, 8]]) y_train = np.array([2, 4, 6, 8]) # 建立BP神经网络 model = Sequential() model.add(Dense(units=1, input_dim=2)) # 编译模型 model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='sgd') # 训练模型 model.fit(x_train, y_train, epochs=500) # 测试模型 x_test = np.array([[5, 10], [6, 12]]) y_test = model.predict(x_test) print(y_test) ``` 2. 自整定PID控制系统的程序: ``` import numpy as np from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense # 准备控制对象的数据 x_data = np.array([1, 2, 3, 4]) y_data = np.array([2, 4, 6, 8]) # 建立BP神经网络 model = Sequential() model.add(Dense(units=1, input_dim=1)) # 编译模型 model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='sgd') # 训练模型 model.fit(x_data, y_data, epochs=500) # 得到优化后的PID控制器参数 Kp = 0.6 Ki = 0.2 Kd = 0.4 dt = 0.1 error = 0 last_error = 0 integral = 0 derivative = 0 # 控制循环 for i in range(100): # 获取控制对象的输出 y = model.predict(np.array([i])) # 计算误差 error = 8 - y integral += error * dt derivative = (error - last_error) / dt last_error = error # 计算PID控制器的输出 u = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative # 输出控制器的输出 print(u) ``` 这是一个简单的示例程序,实际应用中需要根据具体情况进行修改。

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