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杭州电子科技大学
硕士学位论文
基于神经网络的广义PID算法研究
姓名:李永强
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:薛安克;赵晓东
20091101
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
当今的工业控制过程中90%以上的控制器仍然是使用 PID 控制器,主要原因
是 PID 控制器结构简单、容易实现、控制效果好和鲁棒性强等特点。然而常规
PID 控制器对于时变对象和非线性系统常常不能得到比较好的控制效果,随着计
算机技术的迅速发展,智能控制得到了充分的发展,并且与 PID 控制器相结合,
对 PID 控制参数进行整定,使得 PID 控制能够更好的满足人们和工业过程的需
求。本文对常规 PID 控制系统和智能 PID 控制系统进行了比较深入的研究,主
要工作包括:
(1) 在比较详细的介绍了常规 PID 控制系统的基础上,提出了广义 PID 控制
算法;并讨论了二者之间的联系。
(2) 理论上对神经网络尤其是其中应用最广的 BP 神经网络和 RBF 神经网络
进行了研究,并与提出的广义 PID 控制算法相结合,形成了一个基于神经网络的
PID 控制器,并在仿真的效果上与常规 PID 进行了比较。
(3) 研究了球杆系统和倒立摆系统,并将二者相结合,建立模型,通过 BP
神经网络 PID 控制器对其进行控制;另外将广义 PID 和常规 PID 控制器在三自
由度直升机这个实际模型中进行仿真。
(4) 通过仿真实验,验证了本文提出的广义 PID 控制算法要比常规 PID 在控
制效果上更为良好。

关键词:PID 控制器,BP 神经网络,RBF 神经网络,球杆系统,倒立摆系统,
三自由度直升机系统
I
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
PID controller has been used in the y percent industrial control process
today for the reason that the PID controller has the simple structure ,easy to
achieve,the good control effect and strong ,the traditional PID
controller could’t get better control effect especially when used in the nonlinear
systems and the time-varying intelligent control gets a full development
with the rapid development of puter technology, bines with the PID
controller .For this new controller,the traditional PID can better satisfy the needs of
the people and the industrial paper studies the PID controller system
and intelligent PID control system,the main work includes:
(1) The generalized PID controller is proposed based on the analysis of
conventional PID controller, then discusses the connection between the generalized
PID and the conventional PID.
(2) work especially the BP work and the RBF neural
network are also in research in them with the generalized PID
controller to get the work GPID controller,par the simulation
results with the conventional PID controller.
(3) The ball and beam system,inverted pendulum system is