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xite=0.25; %学习速率
alfa=0.05; %惯性系数
S=2;
In=4;
H=5;
Out=3; %网络结构
if S==1 %阶跃信号
wi=0.5*rands(H,In); %输入层到隐层的初始权值矩阵
wi_1=wi;wi_2=wi;wi_3=wi;
wo=0.5*rands(Out,H); %隐层到输出层的初始权值矩阵
wo_1=wo;wo_2=wo;wo_3=wo;
end
if S==2 %正弦信号
wi=[-0.36147 -0.44189 0.2155 -0.41945
0.13983 0.37852 0.035828 -0.026001
0.11739 0.12104 0.44338 -0.30151
0.30037 0.13384 -0.2778 0.43651
-0.54994 -0.49957 0.078042 -0.34287
];
wi_1=wi;wi_2=wi;wi_3=wi;
wo=[0.24197 0.3467 0.064241 0.59534 0.04233
0.28165 0.82192 0.82043 0.83517 0.79164
0.83221 0.19652 0.55819 -0.13304 0.75463
];
wo_1=wo;wo_2=wo;wo_3=wo;
end
%初始化
x=[0,0,0];
u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;
y_1=0;y_2=0;y_3=0;
Oh=zeros(H,1); %隐层输出
I=Oh; %隐层输入
error_2=0;
error_1=0;
ts=0.01; %采样周期
for k=1:1:600
time(k)=k*ts;
if S==1
rin(k)=1.0; %期望输出
elseif S==2
rin(k)=sin(1*2*pi*k*ts);
end
a(k)=1.2*(1-0.8*exp(-0.1*k));
yout(k)=a(k)*y_1/(1+y_1^2)+u_1; %被控系统数学模型
error(k)=rin(k)-yout(k);
xi=[rin(k),yout(k),error(k),1];
x(1)=error(k)-error_1;
x(2)=error(k);
x(3)=error(k)-2*error_1+error_2;
epid=[x(1);x(2);x(3)];
I=xi*wi'; %隐层输入
for j=1:1:H
Oh(j)=(exp(I(j))-exp(-I(j)))/(exp(I(j))+exp(-I(j))); %隐层输出
end
K=wo*Oh; %输出层输入(输出层无处理能力,输入即输出)
for l=1:1:Out
K(l)=exp(K(l))/(exp(K(l))+exp(-K(l))); %输出层输出,获得kp,ki,kd
end
kp(k)=K(1);ki(k)=K(2);kd(k)=K(3);
Kpid=[kp(k),ki(k),kd(k)];
du(k)=Kpid*epid; %输入u的增量
u(k)=u_1+du(k); %更新输入u
if u(k)>=10 %限制控制器输出
u(k)=10;
end
if u(k)<=-10
u(k)=-10;
end
dyu(k)=sign((yout(k)-y_1)/(u(k)-u_1+0.0000001)); %??????????
%输出层
for j=1:1:Out
dK(j)=2/(exp(K(j))+exp(-K(j)))^2;
end
for l=1:1:Out
delta3(l)=error(k)*dyu(k)*epid(l)*dK(l);
end
for l=1:1:Out
for i=1:1:H
d_wo=xite*delta3(l)*Oh(i)+alfa*(wo_1-wo_2);
end
end
wo=wo_1+d_wo+alfa*(wo_1-wo_2);
%隐层
for i=1:1:H
dO(i)=4/(exp(I(i))+exp(-I(i)))^2;
end
segma=delta3*wo;
for i=1:1:H
delta2(i)=dO(i)*segma(i);
end
d_wi=xite*delta2'*xi;
wi=wi_1+d_wi+alfa*(wi_1-wi_2);
%参数更新
u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);
y_2=y_1;y_1=yout(k);
wo_3=wo_2;
wo_2=wo_1;
wo_1=wo;
wi_3=wi_2;
wi_2=wi_1;
wi_1=wi;
error_2=error_1;
error_1=error(k);
end
figure(1);
plot(time,rin,'r',time,yout,'b');
xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');
figure(2);
plot(time,error,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('error');
figure(3);
plot(time,u,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('u');
figure(4);
subplot(311);
plot(time,kp,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('kp');
subplot(312);
plot(time,ki,'g');
xlabel('time(s)');ylabel('ki');
subplot(313);
plot(time,kp,'b');
xlabel('time(s)');ylabel('kd');
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