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基于PLC的单神经元PID控制器的设计与实现
本文对于大滞后、时变和非线性的复杂系统，常规PID控制显得无能为力。将神经网络与常规PID控制相结合，构成单神经元自适应PID控制器。给出了基于PLC的单神经元PID控制系统结构，重点介绍了单神经元PID控制算法原理，并用结构控制语言编写了单神经元PID控制算法功能块，该控制功能块具有通用性且易于移植。经实例证明，与传统PID控制器相比较，单神经元PIO控制器可以显著改善系统的性能。
4 单神经元PID控制器应用实例
采用S7300 PLC控制器，以一个典型的双容液位过程为被控对象，以后一个容器液位为被控量，用STEP 7编写控制程序调用功能块FB3进行液位单神经元PID调节。
液位设定值为200mm，采用单神经元PID控制，设初始学习速率ηp=0.01, η1=0.001,ηD=0.01,增益K=300，加权系数初值wKp_1}.015, wKi_10.82, wKd_l}.lb，采样周期2s。实时响应曲线如图3所示。
采用传统PID控制时的实时响应曲线如图4所示。
由图3和图4可知，单神经元PID控制器超调大大减小，稳态性能也得到提高。
5 结论
将神经网络与常规PID调节器控制思路相结合，产生了单神经元PID控制器，单神经元结构的连接权值与常规PID的三个参数一一对应，可以在线进行PID参数的学习。以PLC为控制器，利用SCL编程语言实现单神经元PID算法比较简单，而且编写的单神经元PID控制功能块具有通用性。与传统PID控制器比较，基于PLC的单神经元PID控制器具有自学习和自适应能力超调量和稳态误差显著减小，控制效果良好。
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