Адаптивний ПІД-регулятор на основі нейронної мережі

Abstract

Сучасний розвиток автоматизованих систем керування все більше уваги приділяє вдосконаленню методів регулювання технологічних процесів. Одним з найбільш поширених методів є пропорційно-інтегрально-диференційний (ПІД) регулятор, який, завдяки своїй простоті та ефективності, широко використовується в різних галузях промисловості. Проте традиційні ПІД-регулятори мають ряд обмежень, зокрема труднощі в налаштуванні параметрів для досягнення оптимальних результатів у динамічно змінних умовах. Це особливо актуально для сучасних систем, які потребують адаптивних методів регулювання для забезпечення стабільної та надійної роботи. У зв'язку з цим, використання нейронних мереж для автоматичного налаштування параметрів ПІД-регулятора є перспективним напрямом досліджень, що дозволяє підвищити ефективність і точність регулювання. Метою роботи є розробка адаптивного ПІД-регулятора на основі нейронної мережі, що забезпечує автоматичне налаштування параметрів для різних умов експлуатації. Для досягнення цієї мети необхідно вирішити наступні завдання: провести аналіз існуючих методів ПІД-регулювання та їх обмежень; дослідити можливості використання нейронних мереж для адаптивного налаштування параметрів ПІД-регулятора; розробити алгоритм адаптивного ПІД-регулятора на основі нейронної мережі; виконати моделювання та симуляцію розробленої системи для оцінки її ефективності; провести експериментальні дослідження для підтвердження результатів моделювання. На сьогоднішній день існує багато методів для налаштування параметрів ПІД-регуляторів, включаючи традиційні методи, такі як метод Ціглера-Нікольса, та сучасні підходи, що базуються на використанні штучного інтелекту, зокрема генетичних алгоритмів та оптимізації рою частинок. Однак більшість цих методів не забезпечують достатньої гнучкості та адаптивності в умовах змінних параметрів системи. Використання нейронних мереж для адаптивного регулювання є новітнім напрямком, що дозволяє значно покращити точність і стабільність керування.