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基于ESN和PSO的非线性模型预测控制
  • ISSN号:1671-7848
  • 期刊名称:《控制工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP27[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]重庆大学自动化学院,重庆400030, [2]中国汽车工程研究院,重庆400039
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60974090);重庆市科技攻关资助项目(cstc2010ac3055)
中文摘要:

针对传统的控制理论对实际的工业生产过程中的被控系统,特别是具有强非线性的系统控制效果不是很理想,而应用非线性模型预测控制算法能够较好解决非线性系统的控制问题,提出了一种基于回声状态网络(EchoState Network,ESN)模型进行非线性系统辨识和粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)进行滚动优化的非线性模型预测控制系统的算法。ESN能够很好地辨识非线性系统,其计算时间、数据训练和稳定性相对于传统递归神经网络有了较大进步,PSO具有全局优化和较快的寻优速度。针对典型化工非线性对象连续搅拌槽反应器(Continue Stirred TankReactor,CSTR)的仿真实例表明,此模型在预测控制优于BP和PSO结合的非线性预测控制,以及传统的PID控制,证明了该算法运用于非线性模型预测控制中的有效性。

英文摘要:

To the problem that the control objects in practical industry processes are nonlinear systems, and the traditional control theory can not deal with them perfectly, the nonlinear model predictive algorithm is introduced. The algorithmn of nonlinear model predictive control system based on the echo state network (ESN) model and the particle swarm optimization (PSO) is proposed. The ESN can identify nonlinear system perfectly, and has larger progress in computing time, data training and stability compared with the tradi- tional recursive neural network. The PSO algorithm has the global optimization and faster speed for optimum. The simulation results of continue stirred tank reactor shows that it is significantly superior compared to the neural networks based prediction control and traditional PID control, and the effectiveness of it in nonlinear model predictive control is proved.

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期刊信息
  • 《控制工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:柴天佑
  • 地址:沈阳市东北大学310信箱
  • 邮编:110004
  • 邮箱:kzgcbjb@mail.neu.edu.cn
  • 电话:024-23883498 83688973
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-7848
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1476/TP
  • 邮发代号:8-216
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10591