温室温度的神经网络模糊PID控制算法及其仿真研究下载

来源：互联网   发布日期：2011-09-27 11:28:26   浏览：4909次  

硕士论文-温室温度的神经网络模糊PID控制算法及其仿真研究，共71页，32706字
摘要
温室智能控制系统是一种资源节约型的高效农业技术。要提高测控系统的性能除了
硬件系统以外，控制算法也不可缺少。只有采用合理的控制算法，才能使温室环境的综
合因子达到最优的控制效果，才能使温室控制系统达到智能化的水平。本文以温室温度
为研究对象，对受随机因素干扰的、具有大惯性、纯滞后的非线性分布参量的随机过程
进行了研究。文中着重研究了神经网络、模糊系统、PID 控制方式，提出了一种复合式
控制方案—神经网络模糊 PID 控制算法，并将此算法与 PID 控制、模糊 PID 控制进行了
仿真比较。本文的主要研究内容有如下几个方面：
1、针对 PID 控制、模糊控制和神经网络控制的特点，提出了神经网络模糊 PID 控
制算法。
2、对新的控制算法进行计算，得出各步骤地计算公式。
3、根据控制算法流程图，用 Matlab 编写程序实现其过程。
4、在 MATLAB 环境中，编写 PID、模糊 PID 控制算法程序实现其控制。并且和新的
控制算法进行仿真比较。结果表明本文所提出的算法比前两种方法都具有较好的动、静
态特性、鲁棒性和抗干扰性，而且系统设计方法简单，能方便地用于实际控制中。
关键词：神经网络，模糊控制，PID 控制，MATLAB，仿真
目 录
摘要 . V
英文摘要 .......... VI
1 绪论 .. 1
1.1 温室的国内外发展现状及趋势............. 1
1.1.1 国外的研究状况..... 1
1.1.2 国内的研究状况..... 1
1.2 我国温室控制算法的研究回顾及进展 4
1.2.1 我国温室控制算法的研究回顾.......... 4
1.2.2 我国温室控制算法的展望... 7
1.3 本论文的主要工作..... 7
1.4 小结 7
2 模糊控制与神经网络控制原理. 8
2.1 模糊控制的基本原理. 8
2.2 模糊控制器... 8
2.2.1 模糊控制器的组成.. 9
2.2.2 模糊控制规则的建立.......... 10
2.3 神经网络控制的基本原理..... 11
2.3.1 神经网络基础........ 11
2.3.2 误差反向传播(BP)神经网络 ............ 14
2.4 小结............ 18
3 温室控制方案的提出.. 19
3.1 温室环境控制介绍.. 19
3.2 温室控制的控制算法提出..... 21
3.3 小结............ 22
4 总体控制方案的设计. 23
4.1 神经网络模糊 PID 控制算法 23
4.1.1 模糊化模块........... 23
4.1.2 BP 神经网络.......... 24
4.1.3 PID 控制器 ......... 26
4.2 被控对象.... 26
4.2.1 被控对象的选择... 26
4.2.2 用线性辨识方法在线估计系统的预报模型.. 28
4.2.3 最小二乘法原理.... 28
4.3总的控制算法........ 30
4.4 小结............ 31
5 控制算法的仿真......... 32
5.1MATLAB 概况 ...... 32
5.1.1 MATLAB 主包 ...... 32
5.1.2 仿真环境 Simulink 33
5.1.3 MATLAB 工具箱 .. 33
5.2 仿真比较.... 33
5.2.1 PID 控制算法采用增量式 PID 控制算法 ...... 34
5.2.2模糊自整定 PID 控制算法 ............ 35
5.2.3神经网络模糊 PID 控制算法 ........ 39
5.3 仿真结论.. 40
5.4 小结............ 44
6 结论与建议.... 45
6.1 结论............ 45
6.2 建议............ 45
参考文献 .......... 47
附录 .... 49
致 谢 .. 57
作者攻读硕士学位期间论文发表情况..... 58
导师组意见 ...... 59
学位论文独创性声明及学位论文版权使用授权书............. 60

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