輸入層、隱含層、輸出層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。輸入變量的個(gè)數(shù)M的選取須依據(jù)被控系統(tǒng)的復(fù)雜程度。輸入節(jié)點(diǎn)也就是網(wǎng)絡(luò)的輸入量可選擇系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)量，比如系統(tǒng)不同時(shí)刻的輸入量、輸出量、偏差量等，但是輸出節(jié)點(diǎn)也就是網(wǎng)絡(luò)的輸出量必須是PID控制器的三個(gè)可調(diào)參數(shù):

隱含層數(shù)的多少與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能力密切相關(guān)，增加可以使其能力增強(qiáng)，但是也會是訓(xùn)練復(fù)雜化，增加訓(xùn)練時(shí)間。對于大部分系統(tǒng)，隱層數(shù)不超過兩個(gè)即可。對于廣一水泵廠選擇使用1個(gè)隱層。對于其神經(jīng)元數(shù)目的確定沒有好的方法，一般采用試湊法，以保證所建網(wǎng)絡(luò)的PID控制有良好的泛化能力，以使網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練精度和預(yù)測精度都最高。經(jīng)過試湊實(shí)驗(yàn)，確定神經(jīng)元的數(shù)目為5個(gè)。

初始權(quán)值的選擇對網(wǎng)絡(luò)最后接受誤差的影響極大，對局部極小點(diǎn)的防止和網(wǎng)絡(luò)的收斂速度有一定的影響。神經(jīng)元要從Sigmnid函數(shù)的中點(diǎn)開始學(xué)習(xí)，因此權(quán)值初值的選擇采用隨機(jī)數(shù)，且其值還要足夠地小，以確保在任何輸入模式作用下，任意隱層神經(jīng)元的初始凈輸入都能接近零，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制系統(tǒng)（BP-PID）的上升時(shí)間上升時(shí)間tr、峰值時(shí)間tp、調(diào)節(jié)時(shí)間（±5%）ts、超調(diào)量Mp都較常規(guī)的PID的要小，說明BP-PID控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度更快，響應(yīng)較迅速；超調(diào)量Mp比常規(guī)PID的要小，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的速度更快。

總體來說，BP-PID控制系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性。廣一水泵廠為了研究其抗干擾性能，在系統(tǒng)運(yùn)行到4000秒時(shí)，給系統(tǒng)加一脈沖干擾，則可得其系統(tǒng)仿真BP-PID控制在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間上縮短了將近100s，而且其波動范圍和持續(xù)時(shí)間上都比用常規(guī)PID控制的縮短很大，表現(xiàn)出很強(qiáng)的魯棒性，特別是在持續(xù)時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間上，甚至比使用自適應(yīng)模糊PID控制的系統(tǒng)都提高很多。

從仿真結(jié)果看，BP-PID控制系統(tǒng)不僅能很好實(shí)現(xiàn)冷卻水溫差控制的目標(biāo)，而且在動態(tài)性能和抗干擾性能上都有極大地改善。因此，在本系統(tǒng)中，廣一水泵廠采用BP-PID控制是對常規(guī)PID的一種較好優(yōu)化。但是BP-PID在實(shí)際操作中，對隱含層和輸出層的初始權(quán)值要求較高，需要選擇適當(dāng)?shù)臋?quán)值。如果選擇不合適，可能會使學(xué)習(xí)過程陷入局部極小點(diǎn)，就會使網(wǎng)絡(luò)不收斂。基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的基本結(jié)構(gòu)、控制算法的原理，最后，將這種控制應(yīng)用到地下水源熱泵控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，取得較好的控制效果，完成了對常規(guī)PID算法的優(yōu)化。

建立精確的數(shù)學(xué)模型，使常規(guī)PID控制難以發(fā)揮良好作用。隨著模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法的發(fā)展，由于其不需要精確的數(shù)學(xué)模型和具有較強(qiáng)的魯棒性等特性，廣一水泵廠在控制系統(tǒng)中已被廣泛應(yīng)用。論文根據(jù)常規(guī)PID、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各自優(yōu)點(diǎn)，利用模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對常規(guī)PID參數(shù)進(jìn)行自整定，分別應(yīng)用自適應(yīng)模糊PID控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制，使智能算法和常規(guī)PID有機(jī)結(jié)合，取長補(bǔ)短。最后，研究了自適應(yīng)模糊PID控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的原理和其控制算法，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊PID控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，并利用辨識的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，在動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)性能上，比常規(guī)PID控制更好的效果，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)行常規(guī)PID控制的優(yōu)化。

（1）地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)比其他常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用方案上具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢，必將在在建筑節(jié)能方面發(fā)揮巨大作用；

（2）建立的深井水泵變流量控制溫差的數(shù)學(xué)模型，對以后地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究提供了很好的參考；

（3）廣一離心泵提出的自適應(yīng)模糊PID控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制，可以推廣到其他的系統(tǒng)，應(yīng)用于更多的工業(yè)控制過程；

（4）針對PID參數(shù)的自整定，可以根據(jù)其控制規(guī)律、智能算法的特點(diǎn)和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，提出更多的PID參數(shù)的整定方法，比如專家PID、灰色PID，在具體的系統(tǒng)中應(yīng)用驗(yàn)證。

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