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PID下控制器,

资 源 简 介

PID下控制器,

详 情 说 明

在BP神经网络结合PID控制的系统中,当期望输出为单阶跃或余弦信号时表现良好,但遇到恒定大值(如1700)时出现参数NaN异常,这通常暴露了三个关键问题:

数值稳定性问题:BP神经网络的输出层激活函数可能采用Sigmoid或Tanh,这些函数的有效输出范围有限(如0-1或-1-1),当面对1700这样的目标值时,网络权重计算会出现梯度爆炸,导致参数变为NaN。

学习率不匹配:固定学习率在应对不同量级期望值时缺乏适应性,大目标值导致权重更新幅度过大,超出浮点数表示范围。

未归一化处理:原始期望值直接输入网络,未进行特征缩放,导致网络内部计算失衡。

改进方案可从以下途径入手:

首先应对输入输出数据进行归一化处理,将1700这样的目标值线性缩放至网络激活函数的有效范围内(如[0,1]区间)。在网络输出端再反归一化为实际控制量。

其次可改进网络结构,在输出层采用线性激活函数替代Sigmoid,消除输出幅值限制。同时添加Batch Normalization层稳定中间层数值分布。

学习率应采用自适应算法,如Adam或RMSprop,根据梯度幅值动态调整更新步长。也可设置梯度裁剪阈值,防止参数更新过量。

最后需检查PID参数限幅逻辑,当BP网络输出KP/KI/KD时应约束在物理合理的范围内,避免控制量突变。可通过添加输出饱和层实现。