单神经元自适应控制器是通过对权值系数的在线调整来实现自学习、自适应功能的。权值系数采用有监督的Hebb学习规则进行学习调整。控制算法及权值学习算法为<5,6>u(k)=u(k-1)+K(k)E3l=1x(k)wi(k)E3j=1|wj(k)|wi(k)=wi(k-1)+Gi(k)K(k)z(k)u(k)xi(k)。
式中:x1(k)=e(k)=r(k)-y(k)x2(k)=$e(k)=e(k)-e(k-1)x3(k)=$2e(k)=e(k)-2e(k-1)+e(k-2)z(k)=e(k)x1(k),x2(k),x3(k)PID控制器中积分,比例,微分的作用信号;G1(k),G2(k),G3(k)积分、比例、微分的学习速率。
神经元的比例增益K(k)值的选择非常重要(K>0)。K越大,系统响应越快,但超调量也越大甚至失稳;K值选择过小,系统的响应慢,超调小。因此,应对K进行自适应调整。
K采用非线性变换在线调整公式为<5>K(k)=K0+Ke3(k)r2(k)(6)式中:K0K(k)的初始(稳态)值;K调整系数,一般取K=K0/10.
K0的选择同K一样重要,K0应先设为较小值,再由输出曲线的上升速度和神经元学习速度逐步增加,直到系统达到满意的动态性能为止。
学习速率Gi(i=1,2,3)的取值对系统运行也有较大影响。Gi过大,可能导致系统失稳;Gi过小,会导致收敛很慢。因此,Gi也应自适应变化。
它的调整算法为<6>Gi(k)=1.05Gi(k-1)xi(k)