基于RBF神经网络二级倒立摆系统的PID控制

针对二级倒立摆系统,提出一种基于RBF神经网络的PID控制方法。该方法采用RBF神经网络对PID控制器的参数进行优化修正,从而使控制器处于最优状态,实现二级倒立摆的稳定控制。仿真结果表明,该方法的控制精度较高,响应迅速,超调量较小。对于多变量、非线性、不稳定的快速系统,具有较好的控制效果。

第3卷第 2 0期2 0年 f{ 01 j

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文章编号： 6 2 6 5 ( ( 0 0 o 5 1 7— 9 2 2 1 ) 2 0 8…O j l

基于 RB F神经网络二级倒立摆系统的 P D控制 I王宏楠(宁石油化工大学信息与控制工程学院，宁抚顺 1 3 0 )辽辽 1 0 1

摘

要：针对二级倒立摆系统，出一种基于 R F神经网络的 P D控制方法。该方法采用 R F神经网络对 提 B I B

PD控制器的参数进行优化修正，而使控制器处于最优状态， I从实现二级倒立摆的稳定控制。仿真结果表明，方法该的控制精度较高，应迅速，调量较小。对于多变量、线性、响超非不稳定的快速系统，具有较好的控制效果。关键词：二级倒立摆； RB F神经网络； P D控制 I中图分类号：TP 7 23文献标识码： A d i1 . 6 6 j is . 6 2 6 5 . 0 0 0 . 1 o: 0 3 9/ .s n 1 7 9 2 2 1 . 2 0 6

I v r e lPe dUl H s d O lRBF Ne r INe wo k n e te n U 1 Ba e i u a t rW A N G 0 H ng— n n a

( c o l f IJ r to n o to giern S h o n o ma ina d C n r lEn n e ig,Lio ig S iu i est Fu h nL a n n 1 0 1 o a nn hh a Unv riy, s u i o i gl 3 0,P. C ia R. h n )Re e r d 2 a u r 0 0;r v s d 9 Ma c O 0;a c p e 2 Ap i 2 1 cie 0 J n a y 2 1 e ie rh 2 1 c e td 1 r l 0 0Ab t a t: sr c A m e ho o PI t d f D c t o b s d on r l a e on R BF ne a ne wor f r oube n re p nd um w a p o os d. Th ur l t k o d l ive t d e ul s rp e e

p a e e s o D ontol ra et e ar m t r fPI c r

l r un d by RBF ne wor e t k,S a c e e aop i a onto lr,a d r aie t t biiy c ntol or O c n a hiv tm lc r le n e l hes a lt o r z f d bl nv r e e ou e i e t d p ndu u . Fhes m u a in r s t h lm i l to e uls s ow ha th gh ra c a y,f s e e po ea m a lrov r ho . T h t ti ashi e c ur c a t rr s ns nd s le e s t e p o os d m e ho a te o r fe tf r t m uli v ra e, n nlne n a ts t m . r p e t d h s be t rc ntole f c o he t— a ibl o i ara d f s ys eKe r s: y wo d Dou e i e s d p ndu u; bl nv r e e l m RBF e a e wo k; D o r l n ur ln t r PI c nt o—

Co r s o d n u h r r e p n i g a t o .Te .+ 8— 4 3 6 6 7 6 a+ 8— 4 3 6 6 7 6 m m al 1: 6 1 8 0 2;f x: 6 1— 8 0 6;e i:wh l@ s a c m. n n l i .o c j n

倒立摆是一个典型的非线性、多变量、稳定的不动态系统口。对它的控制试验，以有效地反映控]可

制中的很多问题，非线性问题、如随动问题、定问稳题等。所以对倒立摆的控制研究具有重要的意义。倒立摆系统最终的控制目标是使倒立摆这样一个不

稳定的控制对象，通过某种控制方式使之成为一个稳定的系统。目前，现了对倒立摆稳定控制的方实

MO0/ F t0)+ (,￣ (,,, 1 ) O 2 0 000 ll 1 l1 0 1 2… ]。

法有基于最优控制理论的 I QR控制方法、典控经制理论的 P D控制方法等] I。本文利用 RB F网络对 P D控制器的参数进行调整，而达到了对二 I从

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级倒立摆系统的优化控制。仿真试验表明，统在系稳定性、应时间方面有较好的平衡点。响

1二级倒立

摆的数学模型 一

器

个典型的二级直线倒立摆系统包括机电装置

和控制装置两部分。机电装置的结构如图 1所示，其主要由小车、摆杆、伺服电机、水平导轨、动齿传收稿日期：o1 0 2 2 0— 1 o作者简介：宏楠 ( 81 )男。宁辽阳开 .士王 1 ,辽 c )『硕齿条小车电机齿轮 图 1二级倒立摆系统结构

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