Question

基于DSP实现的单神经元PID双闭环调速如何实现，最后是论文，谢谢了，急求！！！！！

Answer 1

3.1 单神经元PID控制器

　　基于我们对人脑细胞具有自适应性的假说，一个完整的单神经元PID控制器结构图如下图一所示：

单神经元PID控制器结构图

　　3.2 跟踪-微分器（TD）

　　跟踪-微分器是由韩京清提出的提取微分信号的方法，它具有较好的滤波性能、安排过渡过程和相位超前等功能，跟踪微分器最初提出的目的是为了较好的解决由不连续或带噪声的量测信号合理提取连续信号及微分的问题，并逐渐发展成便于计算的跟踪微分器。

　　本文利用TD为参数输入安排过渡过程，得到光滑的输入信号。在传统的PID控制器中，其快速性和超调的矛盾来源于未对给定输入做任何处理就直接加到控制器中。跟踪微分器能快速无超调的跟踪输入信号，因此避免了输入信号中的外界扰动造成的控制量的剧烈变化以及输出超调。

　　3.3 采用跟踪微分器与单神经元PID控制器的直流调速系统

　　采用跟踪微分器与单神经元PID控制器的双闭环直流调速系统的结构图如下所示：

跟踪微分器与单神经元PID控制器的双闭环直流调速系统的结构图

　　图二 跟踪微分器与单神经元PID控制器的双闭环直流调速系统的结构图

　　双闭环直流调速系统需要设计转速调节器和电流调节器，从图中可以看出系统的内环是电流环，外环是转速环。考虑到决定控制系统的根本因素是外环--转速环，而内环--电流环主要起改变被控对象运行特性以利于外环控制作用，故在双闭环直流调速系统中，外环采用单神经元PID控制，内环仍然采用传统的PI控制，实现对控制系统的优化。

　　4 仿真研究

　　本文中直流调速系统的参数如下：220V,136A,

双闭环直流调速系统仿真模型

　　图三 双闭环直流调速系统仿真模型

系统只存在内部扰动仿真曲线传统

　　图四 系统只存在内部扰动仿真曲线传统（1-传统PID;2-跟踪微分器结合单神经元PID）

系统存在内、外扰动仿真曲线

　　图五 系统存在内、外扰动仿真曲线（1-传统PID;2-跟踪微分器结合单神经元PID）

　　根据以上的仿真结果我们可以得到如下表所示的系统性能指标：重值的计算方法：

系统的性能指标

　　表1 系统的性能指标

　　分析以上数据可知，在单神经元PID控制器和跟踪微分器的控制下，直流调速系统的不仅满足了转速要求，而且系统稳定运行，超调和静差率都为0.而采用传统的PID控制，系统出现振荡以及产生20%的超调，系统的响应速度较慢。由此可见，单神经元PID控制器和跟踪微分器的设计不仅过程简单方便，无需依赖于被控对象的模型，而且这种跟踪微分器结合单神经元PID控制的控制策略对存在多个随机扰动的双闭环直流调速系统来说是可行的。

　　5 结论

　　基于单神经元PID与跟踪微分器控制双闭环直流调速系统的控制策略，是一种线性化调节过程，设计过程中无需对受控对象进行建模，其结构简单，计算量小，易于实施控制，并且使系统能够在受到随机扰动的情况下依然保持良好的，快速的，稳定的响应。与传统的PID控制器相比，单神经元PID控制器实质上为一种变系数的比例、积分、微分复合控制器，且具有较强的自学习性、自适应性和鲁棒性。跟踪微分器是一种能够够较好解决随机扰动问题的控制器，对于系统的抗干扰性具有很好的作用。