[發明專利]RBF神經網絡整定PID與模糊免疫控制方法

無效

• 申請號: 200910198717.0
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101763035A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 薛陽;嚴振杰;葉建華;錢虹;楊旭紅
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種智能控制技術，特別涉及一種用于串級控制系統的RBF神經網絡整定PID與模糊免疫控制方法。

背景技術

PID(Proportion?Integration?Differentiation，比例-積分-微分)控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。但是，PID在控制非線性、時變、耦合及參數和結構不確定的復雜過程時，工作效果不理想。最重要的是，如果PID控制器不能控制復雜過程，無論怎么調參數都沒用。

串級控制系統是由主、副兩個控制器串接工作，如圖1串級控制結構框圖所示。其中，W₁(s)為惰性區傳遞函數；W₂(s)為導前區傳遞函數；PI為內回路比例-積分控制器；PID為外回路比例-積分-微分控制器；d₁為輸出測量干擾；d₂為控制量干擾；rin為給定值；yout為輸出測量值。主控制器的輸出作為副控制器的給定值，副控制器的輸出去操縱控制實際對象，以實現對變量的定值控制。串級控制系統的目的是為了更好地穩定主變量，使之等于給定值，而主變量就是主回路的輸出，所以說主回路是定值控制系統。副回路的輸出是副變量，副回路的給定值是主控制器的輸出，所以在串級控制系統中，副變量不是要求不變的，而是要求隨主控制器的輸出變化而變化，因此是一個隨動控制系統。串級控制系統的目的是為了高精度地穩定主變量，對主變量要求較高，一般不允許有余差，所以主控制器一般選擇PI控制規律，當對象滯后較大時，也可引入適當的微分作用。串級控制系統中對副變量的要求不嚴。在控制過程中，副變量是不斷跟隨主控制器的輸出變化而變化的，所以副控制器一般采用P比例控制規律就行了，必要時引入適當的積分作用，而微分作用一般是不需要的。當負荷在整定值附近時，結果較好。但當在其他負荷情況下，控制性能就較差了，甚至要從自動控制切換到手動調節。

發明內容

本發明是針對串級控制系統PID在控制非線性、時變、耦合及參數和結構不確定的復雜過程時，工作效果不理想的問題，提出了一種RBF神經網絡整定PID與模糊免疫控制方法，將RBF神經網絡、免疫調節機理和常規PID控制系統有機的結合，具有良好的控制效果和較高的魯棒性。

本發明的技術方案為：一種RBF神經網絡整定PID與模糊免疫控制方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

1)RBF神經網絡整定PID控制：

A)RBF神經網絡整定的PID輸入/輸出：RBF神經網絡的輸入為誤差e和系統輸出測量值yout，RBF神經網絡計算輸出k_p，k_i，k_d，k_p，k_i，k_d值輸入PID控制器進行計算后，輸出變量u₁；

B)設定RBF神經網絡參數：輸入向量X；徑向基向量為H；網絡的中心矢量C；網絡的基寬向量為B；權向量為W；網絡的學習速率為η；動量因子為α；Δk_p，Δk_i，Δk_d的學習速率η_p，η_i，η_d；

C)設定神經網絡整定指標E(k)=12error2(k),]]>error(k)表示第k時刻的輸出測量值與輸入值之間的偏差；

D)確定PID三項輸入：

xc(1)＝error(k)-error(k-1)

xc(2)＝error(k)

xc(3)＝error(k)-2error(k-1)+error(k-2)；

k_p，k_i，k_d的調整采用梯度下降法：