[實用新型]一種基于憶阻器的單神經(jīng)元PID控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420187516.7
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN203909497U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸益民;梁倩倩;黃險峰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279
• 代理人: 王正茂

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于憶阻器的單神經(jīng)元PID控制器。

背景技術(shù)

單神經(jīng)元PID控制器是一種用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來實現(xiàn)PID參數(shù)自整定的控制器，具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的特點。對于復(fù)雜非線性系統(tǒng)，單神經(jīng)元PID控制器的控制效果明顯好于常規(guī)控制器，因此該控制器在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。

目前單神經(jīng)元PID控制器主要采用軟件實現(xiàn)，無法發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行處理的優(yōu)勢，軟件的離散實現(xiàn)也從一定程度上降低了控制精度，無法滿足實時控制的要求。另外，現(xiàn)有的一些單神經(jīng)元PID控制器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)成本高，參數(shù)不易調(diào)整，不利于實際應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中單神經(jīng)元PID控制器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)不易調(diào)整等缺陷，提供一種基于憶阻器的單神經(jīng)元PID控制器，該控制器結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)能自動調(diào)整。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了一種基于憶阻器的單神經(jīng)元PID控制器，包括：第一憶阻器M₁、第二憶阻器M₂、第三憶阻器M₃以及求和電路；

其中，所述第一憶阻器M₁、所述第二憶阻器M₂以及所述第三憶阻器M₃的一端分別與所述求和電路輸入端連接。

本方案進(jìn)一步的，還包括信號轉(zhuǎn)換模塊，所述信號轉(zhuǎn)換模塊輸出的誤差比例信號x₁、誤差積分信號x₂以及誤差微分信號x₃分別與所述第一憶阻器M₁、所述第二憶阻器M₂以及所述第三憶阻器M₃的另一端連接。

本方案進(jìn)一步的，將所述第一憶阻器、所述第二憶阻器以及所述第三憶阻器分別等效于憶阻器等效電路，所述憶阻器等效電路包括：電阻R₁、電阻R₂、電阻R₃、電容C₁、第一運算放大器U₁、第二運算放大器U₂、第三運算放大器U₃以及第一模擬乘法器A₁；

所述第一運算放大器U₁的同相輸入端分別與所述第一模擬法器A1的一個乘數(shù)輸入端Y以及所述第三運算放大器U₃的TZ端連接，所述第一運算放大器U₁的輸出端分別與所述電阻R₁的一端及所述第一運算放大器U₁的反相輸入端連接；

所述第二運算放大器U₂的反相輸入端分別與所述電阻R₁的另一端及所述電容C₁的一端連接，所述第二運算放大器U₂的輸出端分別與所述電容C₁的另一端以及所述第一模擬乘法器A₁的另一輸入端X連接，所述第二運算放大器U₂的同相輸入端接地；

所述第三運算放大器U₃的反相輸入端與所述電阻R₃的一端連接，所述第三運算放大器U₃的同相輸入端接地；

所述電阻R₃的另一端分別與所述第一模擬乘法器的輸出端及所述電阻R₂的一端連接；

其中，所述憶阻器等效電路等效于所述憶阻器的一端為所述電阻R₂的另一端，及等效于所述憶阻器的另一端為所述第一運算放大器U₁的同相輸入端;以及所述第三運算放大器U₃的型號為AD844。

本方案進(jìn)一步的，所述求和電路包括運算放大器U及反饋電阻R；所述運算放大器的反向輸入端通過反饋電阻與所述運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的同相輸入端接地；

其中所述求和電路的輸入端為所述運算放大器的反向輸入端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：本實用新型采用具有記憶特性的時變電阻—憶阻器作為PID增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)手段，使得電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精度高，高智能化，控制器參數(shù)能夠在線自動調(diào)整，響應(yīng)速度快，具有較強的實用性；進(jìn)一步的本實用新型可以控制機(jī)理復(fù)雜，具有高度非線性、時變性以及不確定性等特點的工業(yè)被控對象。

附圖說明