PID神经网络.m

%% 清空环境变量
clc
clear

%% 网络结构初始化
rate1=0.006;rate2=0.001; %学习率
k=0.3;K=3;
y_1=zeros（31）;y_2=y_1;y_3=y_2;   %输出值
u_1=zeros（31）;u_2=u_1;u_3=u_2;   %控制率
h1i=zeros（31）;h1i_1=h1i;  %第一个控制量
h2i=zeros（31）;h2i_1=h2i;  %第二个控制量
h3i=zeros（31）;h3i_1=h3i;  
x1i=zeros（31）;x2i=x1i;x3i=x2i;x1i_1=x1i;x2i_1=x2i;x3i_1=x3i;   %隐含层输出 
ki=1.5;kp=1;kd=10;
%权值初始化
k0=0.03;

%第一层权值
w11=k0*rand（32）;
w12=k0*rand（32）;
w13=k0*rand（32）;
%第二层权值
w21=k0*rand（19）;
w22=k0*rand（19）;
w23=k0*rand（19）;

%值限定
ynmax=1;ynmin=-1;  %系统输出值限定
xpmax=1;xpmin=-1;  %P节点输出限定
qimax=1;qimin=-1;  %I节点输出限定
qdmax=1;qdmin=-1;  %D节点输出限定
uhmax=1;uhmin=-1;  %输出结果限定

%% 网络迭代优化
for k=1:1:200

    %% 控制量输出计算
    %--------------------------------网络前向计算--------------------------
    
    %系统输出
    y1（k）=（0.4*y_1（1）+u_1（1）/（1+u_1（1）^2）+0.2*u_1（1）^3+0.5*u_1（2））+0.3*y_1（2）;
    y2（k）=（0.2*y_1（2）+u_1（2）/（1+u_1（2）^2）+0.4*u_1（2）^3+0.2*u_1（1））+0.3*y_1（3）;
    y3（k）=（0.3*y_1（3）+u_1（3）/（1+u_1（3）^2）+0.4*u_1（3）^3+0.4*u_1（2））+0.3*y_1（1）;
    
    r1（k）=0.7;r2（k）=0.4;r3（k）=0.6;  %控制目标
    
    %系统输出限制
    yn=[y1（k）y2（k）y3（k）];
    yn（find（yn>ynmax））=ynmax;
    yn（find（yn    
    %输入层输出
    x1o=[r1（k）;yn（1）];x2o=[r2（k）;yn（2）];x3o=[r3（k）;yn（3）];
    
    %隐含层 
    x1i=w11*x1o;
    x2i=w12*x2o;
    x3i=w13*x3o;

    %比例神经元P计算
    xp=[x1i（1）x2i（1）x3i（1）];
    xp（find（xp>xpmax））=xpmax;
    xp（find（xp    qp=kp*xp;
    h1i（1）=qp（1）;h2i（1）=qp（2）;h3i（1）=qp（3）;

    %积分神经元I计算
    xi=[x1i（2）x2i（2）x3i（2）];
    qi=[000];qi_1=[h1i（2）h2i（2）h3i（2）];
    qi=qi_1+xi;
    
    qi（find（qi>qimax））=qimax;
    qi（find（qi    QI=ki*qi;
    h1i（2）=QI（1）;h2i（2）=QI（2）;h3i（2）=QI（3）;

    %微分神经元D计算
    xd=[x1i（3）x2i（3）x3i（3）];
    qd=[0 0 0];
    xd_1=[x1i_1（3）x2i_1（3）x3i_1（3）];
    qd=kd*（xd-xd_1）;
    qd（find（qd>qdmax））=qdmax;
    qd（find（qd    h1i（3）=qd（1）;h2i（3）=qd（2）;h3i（3）=qd（3）;

    %输出层计算
    wo=[w21;w22;w23];
    qo=[h1i‘h2i‘h3i‘];qo=qo‘;
    uh=wo*qo;
    uh（find（uh>uhmax））=uhmax;
    uh（find（uh    u1（k）=uh（1）;u2（k）=uh（2）;u3（k）=uh（3）;  %控制律
    
    %% 网络权值修正
    %--------------------------------------网络反馈修正----------------------
    
    %计算误差
    error=[r1（k）-y1（k）;r2（k）-y2（k）;r3（k）-y3（k）];  
    error1（k）=error（1）;error2（k）=error（2）;error3（k）=error（3）;
    J（k）=0.5*（error（1）^2+error（2）^2+error（3）^2）;   %调整