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基于Bloch量子遗传算法的倒立摆模糊控制器优化设计
  • ISSN号:1002-0470
  • 期刊名称:高技术通讯
  • 时间:2011.9
  • 页码:967-973
  • 分类:TP273.4[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]东北石油大学石油与天然气工程博士后科研流动站,大庆163318, [2]东北石油大学计算机与信息技术学院,大庆163318
  • 相关基金:国家自然科学基金(61170132),国家博士后基金(20090460864,201003405),黑龙江省博士后基金(LBH.Z09289)和黑龙江省教育厅科学技术基金(11551015,11551017)资助项目.
  • 相关项目:量子过程神经网络模型及算法研究
中文摘要:

为解决倒立摆模糊控制器的优化设计问题,提出一种基于Bloch量子遗传算法(BQGA)的优化设计方案。该方案将量子位的3个Bloch坐标都看作基因位,每条染色体包含3条并列的基因链,每条基因链代表一个优化解,即一组控制器参数,在与普通量子遗传算法(CQGA)染色体数目相同时可加速优化进程。以模糊神经网络控制器(FNNC)的优化设计为例,以单级倒立摆为被控对象,针对两种初始状态,对控制效果进行了分析对比。实验结果表明,该方案优化的控制器明显优于基于普通量子遗传算法优化的同类控制器;当倒立摆系统参数改变时,该控制器也明显优于LQR控制器。

英文摘要:

To solve the optimization design of fuzzy controllers for inverted pendulums, an novel design optimization approach based on the Bloch quantum genetic algorithm (BQGA) is proposed. This approach regards the three Bloch coordinates of each qubit as paratactic genes. Each chromosome contains three gene chains, and each of the gene chains represents an optimization solution that is a group of controller parameters, which can accelerate the convergence process for the same number of chromosomes as the common quantum genetic algorithm (CQGA). With the fuzzy neural network controller (FNNC) for a single inverted pendulum being an example, the experiment was perfomed and the control effect was discussed in detail based on two initial states. The experimental results demonstrate that the BQGA-based design is obviously superior to the CQGA-based design, and the FNNC designed using the BQGA-based approach is obviously superior to the LQR controller when the systematical parameter changes.

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期刊信息
  • 《高技术通讯》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国科学科技部
  • 主办单位:中国科学技术信息研究所
  • 主编:赵志耘
  • 地址:北京市三里河路54号
  • 邮编:100045
  • 邮箱:hitech@istic.ac.cn
  • 电话:010-68514060 68598272
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0470
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2770/N
  • 邮发代号:82-516
  • 获奖情况:
  • 《中国科学引文数据》刊源,《中国科技论文统计与分析》刊源
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),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),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:12178