[发明专利]用神经元网络调节参数的PID控制温度仪表及其控制方法

权利要求书

1.一种用神经元网络调节参数的PID控制温度仪表，包括一个微处理器MCU，其一输入端接入模数转换、信号放大和传感器电路，微处理器MCU输出端接入显示电路、驱动电路和执行机构，其特征在于：在微处理器MCU内设有预测神经元网络、调节PID参数的神经元网络、PID控制器、误差微分器及减法器；预测神经元网络的输入端与受控对象的输出端和PID控制器的输出端相连接，预测神经元网络的输出端与调节PID参数的神经元网络的输入端相连接；调节PID参数的神经元网络的输入端与减法器的输出端相连接，误差微分器的输入端与减法器的输出端相连接，调节PID参数的神经元网络输出端与PID控制器的输入端相连接，PID控制器的输入端与减法器和误差微分器的输出端相连接，PID控制器的输出端与预测神经元网络和受控对象的输入端相连接。

2.用神经元网络调节参数的PID温度控制方法，其特征包括以下步骤：

a、在微处理器MCU内设定预测神经元网络、调节PID参数的神经元网络、PID控制器、减法器和误差微分器；

b、向所述微处理器MCU输入设定温度r(k)和控制周期T；

c、所述的预测神经元网络根据测量温度y(k)、PID控制器输出的控制量u(k)预测下一个控制周期的温度fy(k)；

d、所述的调节PID参数的神经元网络依据由b步的设定温度r(k)，由c步输出下一控制周期的预测温度fy(k)和前一控制周期的测量温度y(k)，进行在线计算，输出比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd给所述的PID控制器；

e、所述的PID控制器通过计算并输出控制量u(k)去控制受控对象。

3.根据权利要求2所述的用神经元网络调节参数的PID温度控制方法，其特征是预测神经元网络(5)以其预测温度fy(k)和测量温度y(k)的误差的平方作为性能目标函数J₂来调节网络连接的加权系数。

4.根据权利要求2所述的用神经元网络调节参数的PID温度控制方法，其特征是调节PID参数的神经元网络(3)以设定温度r(k)与测量温度y(k)的误差的平方作为性能目标函数J₁来调节网络连接的加权系数。

5.根据权利要求2所述的用神经元网络调节参数的PID温度控制方法，其特征是将所述的PID控制器控制量表达式u(k)简化为微处理器MCU运行的递

推公式u(k)＝a0*EN0+a1*(EN0-EN1)+a2*SMP

SMP＝a1*(EN0-EN1)+a2*SMP

其中：a0，a1，a2系数，由PID参数k_p，k_i，k_d，T计算出EN0和EN1是本次输入误差e(k)和前次输入误差e(k-1)。