时滞系统的RBF神经网络预测控制

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时滞现象普遍存在于工业过程中,且时滞系统难以控制。许多补偿方法在理论上能克服纯滞后带来的动态品质影响,但由于工业现场的不确定性和干扰的随机存在,使得建立精确的数学模型很难实现。预测技术具有适应性强、响应速度快、超调量小等特点,可以很好的消除时滞和不确定性的影响,而且对模型的精确度要求不高,因此可以很好的控制时滞系统。随着工业过程的复杂化,系统的非线性程度越来越高,基于线性模型的预测控制已很难应用。由于神经网络能对任意复杂的非线性函数充分逼近,因此非线性时滞系统的神经网络预测控制得到了迅速的发展。 本文研究了动态矩阵控制(DMC)和广义预测控制(GPC)的基本原理,将它们应用于时滞系统,取得良好的控制效果,并通过仿真深入探讨了优化时域长度、控制时域长度、柔化因子以及控制加权系数等预测控制参数对系统性能的影响。 文中对BP算法深入研究,基于“重新息,轻老息”的思想,经过二次指数平滑处理,对BP算法提出一种改进,仿真表明改进算法具有收敛速度快、预测精度高的特点。针对BP网络易陷入局部收敛,训练速度慢,通过对同一输入函数的静态辨识仿真,验证RBF网络能克服以上缺点。基于此,本文将RBF神经网络和动态矩阵控制算法相结合,提出了基于RBF的动态矩阵控制。仿真研究表明,该方法运用于时滞系统中不仅显示良好的控制效果,还具有自适应的调整功能。
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