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基于PSO-BP模糊PID的变距取苗机构控制系统设计 被引量:2
1
作者 李润泽 王卫兵 李小军 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期9-18,共10页
为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。... 为满足番茄、辣椒等蔬菜作物的移栽需求,基于向下取苗原理设计了一种适用72穴和128穴两种主要番茄钵苗穴盘规格的变距取苗机构,通过建立数学模型获得了取苗机械手参数的目标函数,并利用粒子群和模拟退火混合算法对其结构参数进行优化。同时,为实现变距取苗机构的精确控制,提出了一种基于PSO-BP的模糊PID算法以提高控制精度,介绍了系统的结构与工作原理,并通过选型计算与分析建模建立了控制系统的数学模型。针对传统PID控制器稳定性差、响应速度慢等不足之处,利用PSO-BP模糊PID对控制器的参数进行在线调整,以满足控制过程中对参数的不同需求。仿真结果与试验数据的分析表明:在参数相同条件下,基于PSO-BP模糊PID控制系统系统稳定性更好、响应速度更快,具有良好的鲁棒性,提升取苗成功率的同时降低了基质损伤率,能够满足变距取苗机构高精度快速稳定控制的需求。 展开更多
关键词 变距取苗机构 PSO-bp神经网络 模糊pid算法 控制系统
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支气管镜机器人的IWOA-BP神经网络-PID控制
2
作者 陈浩 王亚刚 +3 位作者 白冲 胡珍丽 吴启标 田鑫驰 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1207-1216,共10页
在支气管镜机器人控制中,传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制的精度不足,反向传播(back propagation,BP)神经网络易陷入局部最优。针对此问题,提出了一种改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algo... 在支气管镜机器人控制中,传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制的精度不足,反向传播(back propagation,BP)神经网络易陷入局部最优。针对此问题,提出了一种改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)优化的BP-PID控制方法。首先,IWOA在传统鲸鱼优化算法的基础上,引入非线性收敛因子动态平衡全局搜索能力和局部搜索精度,通过帐篷(tent)混沌映射优化种群分布,利用莱维(Lévy)飞行策略增强全局寻优,并结合贪婪选择机制维持种群多样性,为BP神经网络提供最优初始连接权重。然后,BP神经网络在输入层融合参考输入、系统输出和跟踪误差,通过反向传播动态调整PID控制参数。仿真结果表明,与PID控制、BP神经网络-PID控制及其改进方法相比,所提方法能够大幅度降低系统的超调量,缩短调节时间,使稳态误差趋近于零。该方法具有较高的控制精度和抗干扰性,可显著减少操作中机械振动和组织摩擦,提高支气管镜手术的安全性。 展开更多
关键词 支气管镜机器人 bp神经网络 主从控制 pid控制 位置跟踪
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采用改进BP-PID控制的机器人避障仿真研究 被引量:4
3
作者 吴静松 耿振铎 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第4期437-441,共5页
针对移动机器人避障过程中行驶路径长、寻路速度慢等问题,提出了一种改进反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制器,并对移动机器人避障效果进行仿真验证。利用移动机器人在二维坐标系的避障简图,得出了移动机器人运动方程式。引用比例-积... 针对移动机器人避障过程中行驶路径长、寻路速度慢等问题,提出了一种改进反向传播-比例-积分-微分(BP-PID)控制器,并对移动机器人避障效果进行仿真验证。利用移动机器人在二维坐标系的避障简图,得出了移动机器人运动方程式。引用比例-积分-微分(PID)控制器和3层BP神经网络结构,利用BP神经网络的学习能力调整PID控制器参数。引用粒子群算法进行改进,通过改进粒子群算法在线优化BP-PID控制器,确保移动机器人BP-PID控制器收敛于全局最优值,从而使移动机器人避障效果更好。在不同环境中,采用Matlab软件对移动机器人避障效果进行仿真,比较改进前和改进后的移动机器人避障效果。结果显示:在不同环境中,改进前和改进后的BP-PID控制器均能使移动机器人安全地躲避障碍物;但是采用改进的粒子群算法优化BP-PID控制器,可以使移动机器人运动路径更短,迭代次数更少,搜索时间更短。采用改进BP-PID控制器,能够提高移动机器人避障过程中寻路速度,缩短行驶路径,效果更好。 展开更多
关键词 移动机器人 bp神经网络 pid控制器 改进粒子群算法 避障 仿真
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基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法 被引量:1
4
作者 吴敏 刘莎 +1 位作者 翟力欣 田光兆 《现代电子技术》 北大核心 2025年第7期112-118,共7页
针对传统温度控制系统控温时间长、误差大的问题,提出一种基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法。首先,建立了结合BP神经网络的PID参数自调整温度控制模型,并对BP神经网络的输入层进行改进,将更多的先验信息加入输入向量,用于训... 针对传统温度控制系统控温时间长、误差大的问题,提出一种基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法。首先,建立了结合BP神经网络的PID参数自调整温度控制模型,并对BP神经网络的输入层进行改进,将更多的先验信息加入输入向量,用于训练BP神经网络,以减少系统的不确定性;其次,通过增加状态观测器来估计系统扰动,针对控制系统的扰动进行补偿,并在仿真实验中验证方法的有效性;最后,根据仿真实验结果显示,与参考文献中提及的算法相比,系统的上升时间减少了19.7%,超调量减少了81.7%,调节时间减少了41.7%,静态误差减少了73.0%。 展开更多
关键词 bp神经网络 pid控制 扩张状态观测器 温度控制 参数自调整 系统扰动
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基于BP神经网络的Smith-Fuzzy-PID算法在阀门定位中的应用研究 被引量:2
5
作者 谢涛 周邵萍 +1 位作者 王佳硕 裴梓敬 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期770-778,共9页
为解决气动调节阀控制过程中出现的超调大、精度低等问题,本文采用BP神经网络整定出较优的PID(Proportional Integral Derivative)控制参数,对Smith预估控制器以及模糊控制器进行设计,实现了基于BP神经网络的Smith-Fuzzy-PID控制方法。... 为解决气动调节阀控制过程中出现的超调大、精度低等问题,本文采用BP神经网络整定出较优的PID(Proportional Integral Derivative)控制参数,对Smith预估控制器以及模糊控制器进行设计,实现了基于BP神经网络的Smith-Fuzzy-PID控制方法。搭建了实验平台,通过阶跃响应实验来对控制方法进行验证,验证结果表明,提出的方法调节过程无超调,调节时间仅为1.9 s,定位精度在±0.5%以内,有效提高了系统的稳定性,实现了气动调节阀的快速精准定位。 展开更多
关键词 气动调节阀 Smith预估 模糊控制 bp神经网络 pid控制
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基于BP神经网络PID的节水灌溉施肥系统研究 被引量:2
6
作者 朱凤磊 张立新 +4 位作者 胡雪 李文春 王晓瑛 孟子皓 吴勋 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期53-58,共6页
中国的化肥使用率常年居世界首位,且农业用水利用率较低,依靠个人经验的方法不仅造成了肥料和水资源的浪费,而且使当地生态环境也受到污染。由于管路运输等原因,节水灌溉施肥系统具有模型的时变性、非线性与时滞性的特点,普通控制器很... 中国的化肥使用率常年居世界首位,且农业用水利用率较低,依靠个人经验的方法不仅造成了肥料和水资源的浪费,而且使当地生态环境也受到污染。由于管路运输等原因,节水灌溉施肥系统具有模型的时变性、非线性与时滞性的特点,普通控制器很难对节水灌溉施肥系统的流量进行精准控制。针对上述问题,设计了一种基于BP神经网络PID的控制器,以期实现节水灌溉施肥系统对液体肥流量的精准控制;同时,与传统PID控制器进行对比,用MatLab软件进行仿真分析,得到阶跃响应曲线。研究结果表明:基于BP神经网络PID的控制器具有优异的控制效果,可以满足节水灌溉施肥系统精准控制的实际要求。 展开更多
关键词 灌溉施肥 神经网络 bp-pid 精准控制
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基于BP神经网络PID的中子发生器离子源阳极电流控制研究 被引量:1
7
作者 方宁 董翔 +1 位作者 梁参军 郝丽娟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期94-100,共7页
本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过L... 本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过LabVIEW控制并采集离子源阳极电流值,使用改进后的BP神经网络PID算法控制程序进行实验。经实验表明,BP神经网络PID对离子源阳极电流控制能够实现参数的自适应整定,相比传统PID控制器超调量更小、响应速度更快,提高了中子发生器的控制稳定性。 展开更多
关键词 中子发生器 离子源 bp神经网络 pid控制器
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基于鲸鱼算法的BP-PID大米抛光机组控制系统优化
8
作者 黄金良 周劲 喻伟 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期74-80,共7页
[目的]解决当前大米抛光机组内部流量稳定性差、单机效率低、抛光质量差等问题。[方法]改进传统抛光机,明确其控制参数并建立大米抛光机组的数学模型。建立机组的整体通信系统,实时采集机组工作参数,引入品质分析仪实时检测机组抛光质... [目的]解决当前大米抛光机组内部流量稳定性差、单机效率低、抛光质量差等问题。[方法]改进传统抛光机,明确其控制参数并建立大米抛光机组的数学模型。建立机组的整体通信系统,实时采集机组工作参数,引入品质分析仪实时检测机组抛光质量指标,构建数据库存储相关数据,并参与优化机组加工参数。使用BP神经网络训练传统机组PID控制器的参数,并引入鲸鱼算法(WOA)对BP神经网络进行优化,实现对大米抛光机组的快速精准控制。[结果]与传统PID控制机组相比,经WAO算法优化后的BP-PID控制的机组整体增碎率减少了2%,调控时间减少了30%,室温下,温升下降了2℃。[结论]该控制系统能够有效完成机组加工参数的调节,具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 大米抛光机组 品质分析仪 WOA bp神经网络 pid控制
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基于BP-NSGA-Ⅱ优化的高速电梯轿厢水平振动变论域模糊PID控制 被引量:5
9
作者 陈岁繁 杨松 李其朋 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期63-69,81,共8页
针对影响高速电梯乘坐舒适性和安全性的轿厢水平振动问题,提出一种基于反向传播(Backpropagation,BP)神经网络和非支配排序遗传算法-Ⅱ(Non-dominant Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的变论域模糊PID控制方法。首先建立基于达朗... 针对影响高速电梯乘坐舒适性和安全性的轿厢水平振动问题,提出一种基于反向传播(Backpropagation,BP)神经网络和非支配排序遗传算法-Ⅱ(Non-dominant Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的变论域模糊PID控制方法。首先建立基于达朗贝尔原理的轿厢动力学模型,其次在传统变论域模糊PID控制的基础上建立以量化因子作为输入,轿厢水平振动加速度均方根和位移均方根作为输出的BP神经网络模型,最后将该模型作为NSGA-Ⅱ算法的适应度函数,通过NSGA-Ⅱ算法优化量化因子来提高系统控制精度。仿真分析结果表明:基于BP神经网络和NSGA-Ⅱ算法的变论域模糊PID控制方法对轿厢水平振动的抑制效果优于变论域模糊PID控制方法。 展开更多
关键词 振动与波 变论域模糊pid控制 量化因子 bp神经网络 NSGA-Ⅱ算法
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BP神经网络PID控制器在聚合釜温控中的应用 被引量:9
10
作者 任有志 杨亚威 +2 位作者 曾谦 李竹青 朱家兴 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期165-167,169,共4页
介绍了基于BP神经网络PID控制器的算法,在此基础上提出了多模态神经网络-PID方法。将神经网络PID与普通PID控制方法进行比较,结果表明,该方法具有自适应能力强、过渡时间短、鲁棒性好等特点,弥补了常规PID在聚合釜控制中参数难以整定等... 介绍了基于BP神经网络PID控制器的算法,在此基础上提出了多模态神经网络-PID方法。将神经网络PID与普通PID控制方法进行比较,结果表明,该方法具有自适应能力强、过渡时间短、鲁棒性好等特点,弥补了常规PID在聚合釜控制中参数难以整定等缺点。 展开更多
关键词 bp神经网络 pid控制器 多模态 鲁棒性
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BP网络的PID型二阶快速学习算法 被引量:17
11
作者 邓志东 孙增圻 刘建伟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期67-72,共6页
本文利用PID控制的思想,提出了BP网络的一种二阶快速学习算法,给出了学习因子选择的必要条件与较佳区域,并结合一非线性正弦函数进行了仿真研究.结果表明,较之标准BP学习算法,利用此法可使学习收敛速度提高22倍左右.
关键词 pid控制 快速学习算法 神经网络
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基于BP神经网络的PID控制器研究 被引量:14
12
作者 周延延 吴晓燕 李刚 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第4期45-48,共4页
从BP神经网络的基本原理、学习规则和学习算法出发,研究了基于BP神经网络的PID控制方法,采用3层前向网络及动态BP算法,取得了较高的控制品质。仿真结果表明,基于BP神经网络的PID控制方法在处理非线性和时变系统时具有很强的鲁棒性。
关键词 bp神经网络 pid控制器 鲁棒性
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基于BP神经网络整定的PID控制在过热汽温系统中的应用 被引量:8
13
作者 黄宇 韩璞 +1 位作者 王东风 张婧 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z3期1980-1981,共2页
针对火电厂中具有大惯性和变参数等特性的过热汽温系统的特点,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器设计方法。将神经网络所具有的自学习能力与PID控制器的鲁棒性相结合,实现了对非线性、大时滞系统模型的控制。仿真结果表明:所给出的... 针对火电厂中具有大惯性和变参数等特性的过热汽温系统的特点,提出了一种基于BP神经网络的PID控制器设计方法。将神经网络所具有的自学习能力与PID控制器的鲁棒性相结合,实现了对非线性、大时滞系统模型的控制。仿真结果表明:所给出的控制策略能较好地适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的鲁棒调节性能。 展开更多
关键词 bp神经网络 pid控制 主汽温系统
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BP神经网络PID控制器在温室温度控制中的研究 被引量:38
14
作者 涂川川 朱凤武 李铁 《中国农机化》 北大核心 2012年第2期151-154,144,共5页
为了更好地实现对温室温度的控制,本文设计出了一种BP神经网络PID控制器,提出了BP神经网络PID控制算法,并对该算法进行了分析,最后以温室温度为控制对象分别对常规PID控制器和BP神经网络PID控制器进行了大量仿真研究。结果表明,基于BP... 为了更好地实现对温室温度的控制,本文设计出了一种BP神经网络PID控制器,提出了BP神经网络PID控制算法,并对该算法进行了分析,最后以温室温度为控制对象分别对常规PID控制器和BP神经网络PID控制器进行了大量仿真研究。结果表明,基于BP神经网络整定的PID控制器具有较强的自适应能力和鲁棒性,其控制品质优于常规PID控制器。 展开更多
关键词 温室温度控制 bp神经网络 pid控制器 仿真研究
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BP神经网络PID控制的永磁真空开关储能电容恒流充电特性分析 被引量:24
15
作者 汪先兵 费树岷 +3 位作者 徐清扬 金敏毅 薛涵 赵鹤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期212-218,共7页
针对永磁真空开关分合闸储能电容充电问题提出一种BP神经网络PID控制技术,实现分合闸储能电容的智能恒流充电,使分合闸储能电容和永磁真空开关本体性能达到了良好配合。构建了4-5-3的BP神经网络结构,建立了BP神经网络PID控制的数学模型... 针对永磁真空开关分合闸储能电容充电问题提出一种BP神经网络PID控制技术,实现分合闸储能电容的智能恒流充电,使分合闸储能电容和永磁真空开关本体性能达到了良好配合。构建了4-5-3的BP神经网络结构,建立了BP神经网络PID控制的数学模型,搭建了恒流充电控制系统的整体仿真模型并仿真了整个恒流充电过程,仿真与实验结果比较吻合。实验结果表明,采用BP神经网络PID充电控制技术可动态调整充电电流以实现分合闸储能电容恒流充电效果,有效地提高了储能电容的工作寿命与可靠性。 展开更多
关键词 永磁真空开关 分合闸储能电容 bp神经网络 pid智能控制 恒流充电
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基于BP神经网络的速度前馈PID控制器设计 被引量:16
16
作者 盛贤君 姜涛 +1 位作者 王杰 刘宁 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第A02期134-137,共4页
针对工业控制中常出现的模型未知且具有时变特性的复杂被控系统,为满足对被控系统快速响应的控制要求,提出一种经过遗传优化预处理的基于BP神经网络的速度前馈PID控制器。通过将PID控制器与速度前馈控制器相结合,利用遗传算法对控制器... 针对工业控制中常出现的模型未知且具有时变特性的复杂被控系统,为满足对被控系统快速响应的控制要求,提出一种经过遗传优化预处理的基于BP神经网络的速度前馈PID控制器。通过将PID控制器与速度前馈控制器相结合,利用遗传算法对控制器参数进行一次离线优化预处理,再通过BP神经网络实现控制器参数在优化预处理基础上的二次在线自适应整定,以达到实时最优控制的目的。在MATLAB下进行仿真验证,结果表明:与常规PID控制器相比,阶跃输入下的系统响应时间减少22%,正弦输入下的系统跟随误差减少12%,控制器参数能实时自适应调节。 展开更多
关键词 bp神经网络 速度前馈 pid控制器 遗传算法 自适应控制
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遗传算法优化BP神经网络在转速PID控制中的应用 被引量:3
17
作者 姜忠山 宋超 +1 位作者 朱飞翔 司维超 《兵工自动化》 2009年第3期52-55,共4页
提出一种基于遗传算法优化的BP神经网络PID控制算法,并将其应用于永磁无刷直流电动机的转速控制系统而设计出优化的转速PID控制器。该算法首先利用遗传算法对BP神经网络的初始权值进行优化,再利用BP神经网络算法对PID参数进行在线调节,... 提出一种基于遗传算法优化的BP神经网络PID控制算法,并将其应用于永磁无刷直流电动机的转速控制系统而设计出优化的转速PID控制器。该算法首先利用遗传算法对BP神经网络的初始权值进行优化,再利用BP神经网络算法对PID参数进行在线调节,解决网络的初始权值对控制效果的不利影响,仿真证明该算法可行。 展开更多
关键词 遗传 bp神经网络 pid控制 无刷直流电机 优化
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基于BP算法的船舶航向模糊PID控制研究 被引量:19
18
作者 彭秀艳 张文颖 贾书丽 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期623-626,共4页
以含有未知参数的船舶航向非线性模型为研究对象,设计了一种基于BP算法的船舶航向模糊自适应PID控制器。船舶航向传统PID控制的参数自适应能力弱,鲁棒性较差;BP算法可动态调整PID控制参数,但由于BP神经网络收敛速度慢,且有时会使设定的... 以含有未知参数的船舶航向非线性模型为研究对象,设计了一种基于BP算法的船舶航向模糊自适应PID控制器。船舶航向传统PID控制的参数自适应能力弱,鲁棒性较差;BP算法可动态调整PID控制参数,但由于BP神经网络收敛速度慢,且有时会使设定的指标函数达到局部极值,操纵性能不能令人满意。基于BP算法的模糊自适应控制策略,采用模糊规则对网络输入进行"归档",优化网络收敛速度,避免设定指标函数达到局部极值,改善了系统的操纵性能与鲁棒性。仿真实验结果表明该控制策略实现简单,具有较高控制精度。 展开更多
关键词 船舶航向控制 模糊自适应 bp神经网络 参数整定 pid控制
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改进型BP网络PID在电动舵机控制中的应用 被引量:3
19
作者 张元 周长省 郑健 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期34-36,共3页
针对应用中对无刷直流电机位置控制的高精度要求,设计了一种改进的误差反向传播网络PID控制器,实现了对无刷直流电机位置的精确控制。系统融合了神经网络和PID控制算法的优点,适用于直流无刷电机这样的非线性、时变的复杂系统。仿真结... 针对应用中对无刷直流电机位置控制的高精度要求,设计了一种改进的误差反向传播网络PID控制器,实现了对无刷直流电机位置的精确控制。系统融合了神经网络和PID控制算法的优点,适用于直流无刷电机这样的非线性、时变的复杂系统。仿真结果表明,改进后的BP神经网络PID控制器优于常规BP神经网络PID控制器和传统PID控制器,证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 位置控制 无刷直流电机 误差反向传播神经网络 比例积分微分控制器 仿真
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基于BP神经网络的料筒温度PID控制器 被引量:6
20
作者 孙小权 钱少明 《机电工程》 CAS 2008年第5期18-20,共3页
针对注塑机料筒温度控制的要求和PID控制器的不足,设计了一种基于BP神经网络的PID控制器。该控制器将神经网络和PID控制技术相结合,能无限地逼近非线性系统,具有收敛快的优点。提出了基于BP神经网络的PID控制算法和程序流程。仿真结果表... 针对注塑机料筒温度控制的要求和PID控制器的不足,设计了一种基于BP神经网络的PID控制器。该控制器将神经网络和PID控制技术相结合,能无限地逼近非线性系统,具有收敛快的优点。提出了基于BP神经网络的PID控制算法和程序流程。仿真结果表明,BP神经网络PID控制器能有效地缩短过渡过程,具有较好的稳定性和快速响应性,可以满足注塑机料筒的温度控制要求。 展开更多
关键词 注塑机 料筒温度 bp神经网络 pid控制 仿真
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