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中国工程机械学报2025年第06期:基于改进粒子群优化BP神经网络PID参数整定

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李永可;周文艺;余恩;段启航;毛博文;

单位:新疆农业大学计算机与信息工程学院;

摘要:水肥一体化技术在新疆大田种植中被广泛应用。由于水肥一体化系统存在非线性、滞后性的特点,常见的比例积分微分(PID)与反向传播(BP)神经网络控制算法控制效果欠佳。为解决粒子群优化(PSO)算法结合BP-PID控制器时粒子早熟和陷入局部优化的难题,采用了动态调整的惯性权重策略、非线性异步学习因子,并且加入了粒子二阶振荡环节,从而改良了粒子群优化(IPSO)算法来优化BP-PID控制器。Matlab模拟结果显示:IPSO-BP-PID控制器的最大超调量达到1.257%,其调整所需的时间为13.250 s。与传统的PID控制器和BP-PID控制器相比,其调整所需的时间分别缩短了4.400 s和2.725 s。IPSO-BP-PID控制器表现出最佳的综合控制性能,满足精准水肥控制的效果。

关键词:水肥控制;;BP-PID;;动态调整惯性权重;;IPSO-BP-PID;;Matlab;;超调量

基金资助:新疆维吾尔自治区重大科技专项资助项目(2022A02011-3,2022B02049-3)