神经网络PID输出的PID参数为何被局限在0-1之间？

小小鲁班

%基于 BP 神经网络的 PID 控制
clear all;
, N+ c0 T( z! e; {7 dx1=0.3;a1=0.07;
S=1; %信号类型
) Z& e0 G4 e! O9 Y" mIn=4;h=5;Out=3; %神经网络结构
if S==1, %阶跃信号
wi=[-0.6394 -0.2696 -0.3756 -0.7023;
; @# v& L" N! t) x! w. N-0.8603 -0.2013 -0.05024 -0.2596;
( \% q& o  W5 Y) l! {1 x0 f2 m/ {-1.0749 0.5543 -1.6820 -0.5437;
-0.3625 -0.0724 -0.6463 -0.2859;
! e* \' U& S5 Z" O* }0.1425 0.0279 -0.5406 -0.7660];
1 u2 @  e5 n& y. x8 F: m/ I%wi=0.50*rands(h,In);
wi1=wi;wi2=wi;wi3=wi;
! `2 R& l- E* n$ V3 Jwo=[0.7576 0.2616 0.5820 -0.1416 -0.1325;
) b- @9 V* j  y6 `-0.1146 0.2949 0.8352 0.2205 0.4508;
9 q: M! }9 X. ^0.7201 0.4566 0.7672 0.4962 0.3632];
%wo=0.50*rands(Out,h);
0 N3 R" m. ^" I; I# y, @' t8 awo1=wo;wo2=wo;wo3=wo;
end
if S==2 %正弦信号
wi=[-0.2846 0.2193 -0.5097 -1.0668;
-0.7484 -0.1210 -0.4708 0.0988;
-0.7176 0.8297 -1.6000 0.2049;
-0.0858 0.1925 -0.6346 0.0347;
0 Z2 W+ }* N6 |0.4358 0.2369 -0.4564 -0.1324];
- B# k3 R3 A% s) F  j. G%wi=0.50*rands(h,In);
wi1=wi;wi2=wi;wi3=wi;
wo=[1.0438 0.5478 0.8682 0.1446 0.1537;
0.1716 0.5811 1.1214 0.5067 0.7370;
1.0063 0.7428 1.0534 0.7824 0.6494];
5 i4 c! c9 n( Z0 C% O$ C%wo=0.50*rands(Out,h);
+ s3 [$ e  n% `$ g% Wwo1=wo;wo2=wo;wo3=wo;
) V. n3 W4 K- m/ [, Zend
x=[0,0,0];
* n. U/ O8 r% Au1=0;u2=0;u3=0;u4=0;u5=0;
y1=0;y2=0;y3=0;
' c3 v  ]/ U; Foh=zeros(h,1); %神经网络中间层输出
I=oh;%神经网络中间层输入
3 G; M/ G9 g9 O& A8 d9 r) nerror1=0;
error2=0;
! V  m7 F8 h+ w# i  _0 Zts=0.003;
* A5 I1 _4 R7 s! c) Z7 ]for k=1:1:1000,
: [& D- n2 o: s5 E7 v3 _. Ftime(k)=k*ts;
if S==1,
rin(k)=1.0;
elseif S==2,
rin(k)=sin(1*2*pi*k*ts);
9 n! ]# S9 a. ^4 s0 h2 A: tend
%非线性模型
a(k)=1+0.15*sin(k*pi*ts/25);
y(k)=(a(k)*y1+u1)/(1+y1^2)+u1;
error(k)=rin(k)-y(k);
xi=[rin(k),y(k),error(k),1];
x(1)=error(k)-error1;
x(2)=error(k);
x(3)=error(k)-2*error1+error2;
ed=[x(1);x(2);x(3)];
I=xi*wi';
) a3 |( u% G7 Y) w/ d4 pfor j=1:1:h
/ ?+ c8 b# q. G) s; \* E; boh(j)=(exp(I(j))-exp(-I(j)))/(exp(I(j))+exp(-I(j)));
3 F# w* a4 H" W/ l0 Nend
K=wo*oh; %输出层
, \3 T& e  F- j0 l0 f9 w3 v1 |/ t8 i  h$ pfor j=1:1:Out
+ y+ |/ r  `: b/ A" r( gK(j)=exp(K(j))/(exp(K(j))+exp(-K(j))); %求 kp,ti,td
4 }& M  q* p" X7 L- u: Q& Q, u& fend
- G  \# N7 s0 q' Xkp(k)=K(1);ti(k)=K(2);td(k)=K(3);
0 L& ^1 a3 H5 K4 {5 Y, D0 m: c4 SKd=[kp(k),ti(k),td(k)];
1 G$ l& |9 R  adu(k)=Kd*ed;
' d; m) g* r- c5 R- Xu(k)=u1+du(k);
if u(k)>=10, %限制控制器输出
u(k)=10;
end
if u(k)<=-10,
8 q6 b5 s/ n0 h/ S! g. tu(k)=-10;
: M! O6 ~' }0 G9 Z* ]7 U& Xend
dyu(k)=sign((y(k)-y1)/(u(k)-u1+0.0000001));
; k5 O5 }& W2 {4 u8 S. j# ?0 Wfor j=1:1:Out,
" Q2 R) w3 Q7 T& i! `" ~3 idK(j)=2/(exp(K(j))+exp(-K(j)))^2;
6 Q) j" c! v, c5 N: [1 Oend
for i=1:1:Out,
de3(i)=error(k)*dyu(k)*ed(i)*dK(i);
2 [- n3 Z- y& K7 ~end
for j=1:1:Out,
) g. F; h& `! ~* n& ofor i=1:1:h,
" y) X. L- _+ e" p7 N8 i! kdwo=x1*de3(j)*oh(i)+a1*(wo1-wo2);
9 J* M4 c; R* a( M$ jend
end
wo=wo1+dwo+a1*(wo1-wo2);
8 M2 s! F1 M2 [+ q1 d%隐含层
for i=1:1:h,
dO(i)=4/(exp(I(i))+exp(-I(i)))^2;
2 y7 Z* L# Y6 D- wend
* |9 I% |- T4 n1 wseg=de3*wo;
" Z* f8 r& u* a( Z+ Vfor i=1:1:h
+ P' |9 Q4 V2 I5 Y/ t. z, Jde2(i)=dO(i)*seg(i);
end
dwi=x1*de2'*xi;
wi=wi1+dwi+a1*(wi1-wi2);
%参数更新
u5=u4;u4=u3;u3=u2;u2=u1;u1=u(k);
2 t$ P) u0 E  u7 xy2=y1;y1=y(k);
9 s2 D1 v- j4 Z$ \- @wo3=wo2;wo2=wo1;wo1=wo;
# @$ r, C: @+ S' vwi3=wi2;wi2=wi1;wi1=wi;
error2=error1;
; @4 |$ Z- \( {) p: Serror1=error(k);
, s3 }3 y/ q) f; M5 ?% w8 rend
( |; j4 r$ l! w5 Yfigure(1);
9 Q( R" [& G9 C$ I) E2 I5 B, wplot(time,rin,'r',time,y,'c');
xlabel('时间(秒)');ylabel('输出跟踪输入的响应曲线');
9 _0 G' Q* a8 \5 O6 ofigure(2);
plot(time,u,'r');
! i# Y4 P* T' k$ Q+ y% e& Q( p+ ^xlabel('时间(秒)');ylabel('控制信号 u(k)的变化曲线');
0 E& p/ _  C3 Q" Qfigure(3);
subplot(311);
: M5 F2 g& r- n- h( ]3 p1 l  Eplot(time,kp,'r');
xlabel('时间(秒)');ylabel('参数 kp');
subplot(312);
$ N/ n) V) z2 g3 ^. Mplot(time,ti,'r');
xlabel('时间(秒)');ylabel('参数 ki');
subplot(313);
* ^- F: q6 W5 fplot(time,td,'r');
xlabel('时间(秒)');ylabel('参数 kd');


/ _/ x/ ]* r' |5 y目标值不能过大怎么解决
$ w% i. @" e5 f2 d$ W* j

nkkopd

帮你顶一下

kekek

这个可能跟输入样本关系较大

pTDbn25