神經(jīng)模糊pid控制算法的研究及其在電梯中的應(yīng)用

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1、遼’j’I科技術(shù)人學(xué)碩十學(xué)位論文摘要電梯性能應(yīng)兼顧乘坐舒適、運(yùn)行效率和節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用等方面的要求，研究電梯的理想速度曲線，對(duì)提高電梯運(yùn)行品質(zhì)是至關(guān)重要的。本文采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID控制器控制電梯速度，這種控制器具有自學(xué)習(xí)功能并且魯棒性強(qiáng)。本文用MATLAB對(duì)模糊自整定PID控制器、神經(jīng)PID控制器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制器三種算法進(jìn)行仿真，比較三者的階躍響應(yīng)曲線和跟蹤特性曲線，分析本文所提出的控制算法的性能特性。由仿真曲線得出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制器在動(dòng)態(tài)特性、跟蹤特性以及魯棒性等方面都具有明顯

2、的優(yōu)越性。該控制器閉環(huán)性能好，是一種理想的控制器。關(guān)鍵詞：電梯速度；模糊自整定PID控制器；神經(jīng)PID控制器；階躍響應(yīng)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制器。遼’j‘j群技術(shù)入學(xué)碩}學(xué)忙論文AbstractTheelevatorfunctionshouIdcontaincomfortoftakingon，movemente甩ciency，mOvementexpensesandsoon．StudyingidealVelocitycurVeandselectingreasonablevelocitycurve，is

3、vitalimportanttoproceedmovementqualityofeleVator．ThisIiteracyusesneuralnet．workfhzzyPIDcontrollertocontroltheelevatorspeed，thiskindcontroIIerhasthecapacityofstudyingitselfanditisVeryflexible．This】iteracyusesMATLABlosimulatecurVeoffbzzyPIDcontr01ler，neu

4、ralPIDcontroller，neuralnet—workfuzzyPIDcontroller．wecomparethestepresponseandtrackcurveofsystem，andanalyzethecharacteristicofthecontrollerputtedfbrwardbythistext．BysimuIatingcurVeneuralnet—workfUzzyPIDcontrollerhasobViousadVantageattheaspectofdevelopme

5、nts、track、adjust．ThiscontroIIerhas“ghtcIosedIoopcapabilify，isakjndofidealconfroller．Keywords：elevatorvelocity；fuzzyPIDcontroller；neuralPIDcontroller；stepre8ponse；neuralnet—workfuzzyPlDcontroIler．遼’j5J檔技術(shù)人學(xué)頂十學(xué)位論文1緒論1．1問(wèn)題的提出和本課題的研究意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)水平的提高，液

6、壓電梯已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。液壓電梯對(duì)改善工作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度有很大作用。液壓電梯安全舒適、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低、機(jī)房設(shè)置靈活，對(duì)建筑物無(wú)垂直負(fù)荷、頂層高度較小、可以降低土建成本且保持原建筑物外形美觀之特點(diǎn)。在現(xiàn)代社會(huì)中，液壓電梯廣泛應(yīng)用于賓館、飯店、辦公樓、醫(yī)院、體育場(chǎng)、地下工程、娛樂(lè)場(chǎng)、改造工程等，液壓電梯發(fā)展迅猛，在國(guó)際電梯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中形勢(shì)看好，并保持暢銷(xiāo)?。到目前為止，在工業(yè)控制過(guò)程中，占統(tǒng)治地位的仍然是經(jīng)典的PID控制調(diào)節(jié)器，其比例達(dá)到了90％以上¨1。但是

7、，PID控制技術(shù)在處理一些非線性、時(shí)滯性大又不便建立數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象時(shí)，存在著兩個(gè)固有的缺陷‘“：第一，參數(shù)調(diào)節(jié)困難，尤其對(duì)于參數(shù)變化大的控制對(duì)象；第二，不適宜具有大時(shí)滯的控制對(duì)象。盡管1957年smith提出Smith預(yù)估器控制策略，但必須以精確的數(shù)學(xué)模型為Ij{『提。在現(xiàn)有設(shè)備及技術(shù)條件下，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論很難設(shè)計(jì)出有效而且實(shí)用的控制器，在工業(yè)控制領(lǐng)域，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論設(shè)計(jì)出來(lái)的控制器的效果往往還不如根據(jù)經(jīng)典PID理論設(shè)計(jì)的過(guò)程控制器的控制效果。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛躍發(fā)展，在液壓電梯的速控技

8、術(shù)方面，用一種有效的方法來(lái)取代經(jīng)典的調(diào)節(jié)算法已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，液壓電梯的速度控制具有非線性、大滯后、大慣性、時(shí)變性等特點(diǎn)?。在實(shí)際應(yīng)用和研究中，液壓電梯的速度控制遇到了以下困難：第一，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型；第二，不能很好地解決非線性、大滯后等問(wèn)題。以精確數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制論在解決這些問(wèn)題時(shí)遇到了極大的困難，而以語(yǔ)占規(guī)則模型(IF—THEN)為基礎(chǔ)的模糊控制理論卻是解決上述問(wèn)題的有效途徑和方法”1。自l965年zadeh提出模糊集合論以來(lái)，模糊