现在已经提出的神经网络和 PID 控制相结合的方法大致可以归结为两种类型:一) 采用神经元网络整定 PID 参数;二)单神经元结构的 PID 控制器。然而这两种类型在 拥有的优势的同时,也都有自己的劣势,具体分析如下:81549
1 采用神经元网络确定 PID 参数
神经网络与 PID 控制现有结合方式一
在传统的 PID 控制器的基础上增加了一个或者多个的神经网络,利用神经网络的 自学习的功能来确定和调整 PID 参数,它的结构如图 1-1。
由图 1-1 可知,这个控制器可分为两个部分:其一是传统 PID 控制器的结构,使 其对系统偏差信号进行比例、积分以及微分处理并且进行加权重值相加,所以这些权 重值是比例、积分和微分系数;其二则是神经网络,普遍都采用多层前向网络,这个 网络根据系统的输入以及输出信息,通过不断的学习与调整来提供第一部分所需要的 PID 参数。
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神经网络与 PID 控制现有结合方式二
单神经元结构的 PID 控制系统的结构如图 1-2,三个并联在一起作为单神经元网 络,它不但要对 P、I、D 进行整理,而且其输入信号也可以细分为系统偏差、偏差的 积分以及微分。 经过上面两张图的比较,我们可以知道它们的形式都是一样的,它们所不一样的是传 统 PID 控制器的参数都是在开始给定的或者说是固定的,而第一种形式的控制器的参 数所对应的权重值是可以通过某些方法来改变的。
到现在为止,PID 控制仍然是实际中应用范围非常广泛的一种常规的控制方法, 只要其三个控制项能够完美的配合,一般可以获得稳定且精确的控制效果。但是它也 会出现与传统控制一样的问题。目前已经有很多试图改善其性能的研究成果出现,这 些方法各有其优缺点,其中也包括了神经网络与 PID 控制相互结合的研究。然而,目 前出现的神经元网络和 PID 控制相互结合的方法都存在着各自的缺陷,在这些方法中 仅仅是用神经元网络加以辅助选取的 PID 参数。所以,即使传统的 PID 控制的性能取 得了一些改进,但是控制系统也同样存在一般神经网络所具有的弱点。