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《南京航空航天大学》 2004年
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非线性系统神经网络辨识与控制的研究

张新良  
【摘要】: 本文详细研究了两种典型的前向神经网络(BP网络和RBF网络)的学习和训练算法,提出了一种新颖的基于紧支集余弦函数的径向基神经网络,其克服了常用的高斯型RBF神经网络虽具有紧支集但各基函数非正交的不足,其收敛速度快、网络参数选取有理论依据且相比于高斯型RBF神经网络具有更强的泛化能力,仿真验证了其有效性。 将神经网络与非线性动态逆相结合,利用神经网络对系统的逆模型进行建模,对实现的伪线性系统分别设计PID控制和自适应控制两种方案进行综合。在基于神经网络自适应控制中,在分析了系统误差的基础上,用一个自适应动态神经网络在线消除系统的近似逆误差和正向模型的辨识误差,并给出了神经网络权值调整规律,仿真对有效性进行了验证。 针对一类广泛存在的含有不确定性的非线性系统,提出了一种基于输入输出线性化的非线性观测器的设计方法,并分别对含有和不含有建模不确定性的非线性系统设计了观测器。在设计含有建模不确定性的系统的观测器时,用RBF神经网络对不确定性进行建模,在给定Lyapunov函数的基础上设计了神经网络加权系数的调整规律并将非线性观测器应用于神经网络实现的动态逆控制系统,设计了仿真对其有效性进行了比较验证。 针对神经网络采用一维反向传播训练算法速度较慢且易于陷入局部极小点的不足,设计了一种间接自校正模糊神经网络控制系统,利用遗传算法(CA)对隶属度函数的结构和参数进行优化,仿真比较表明该控制比模糊PID控制具有更优的性能。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王桂英;刘玥彤;;动态模糊神经网络在DTC系统中的应用[J];沈阳农业大学学报;2010年02期
2 尤向阳;史敬灼;;超声波电机驱动控制系统建模与仿真[J];微电机;2007年10期
3 曹承志;刘洋;;DTC系统中神经网络转速辨识器优化研究[J];微电机;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 桑保华;简易制导炸弹有控弹道的设计与研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯贺平;基于神经网络延迟系统控制研究[D];河北大学;2006年
2 李辉辉;基于神经网络的系统辨识在水下机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 刘乐;人工免疫系统在复杂系统免疫辨识中的应用[D];辽宁工学院;2007年
4 王馨;煤层气发动机热膜式MAF传感器动态建模及基于观测器的空燃比控制[D];合肥工业大学;2007年
5 谢彩云;基于神经网络的非线性时滞系统预测PID控制[D];大连理工大学;2007年
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7 梁越洋;基于智能算法的直接转矩控制系统的研究与实现[D];沈阳工业大学;2008年
8 任冬;全氢罩式退火炉的模型研究[D];东北大学;2008年
9 厉兆慧;基于神经网络的一类非线性系统自适应控制研究[D];东华理工大学;2012年
10 王晓玲;基于DEBBO-LM算法的BP网络非线系统辨识[D];西南交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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4 冯维军,郭建胜;一种新型径向基函数神经网络的非线性系统逼近[J];现代电子技术;2003年15期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 丁青青,王树民,郭静波;HVDC非仿射非线性系统的定电流定电压控制[J];清华大学学报(自然科学版);2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝乐梅;岳宝增;;充液航天器姿态的自适应非线性动态逆控制[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
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10 庄利锋;杨慧中;;模糊控制器在高阶水位控制中的设计及应用[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈旭升;中国水资源配置管理研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 靳涛;火电机组反向建模方法的研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 朱茂飞;汽车底盘集成系统解耦控制方法及关键子系统时滞控制研究[D];合肥工业大学;2011年
4 郭秀丽;采伐联合机机械手运动分析与控制系统研究[D];东北林业大学;2011年
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6 刘强;三维振动主动隔离智能结构中的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 林海军;汽车衡多传感器相关性与智能容错方法研究[D];湖南大学;2009年
8 许江涛;可重复使用助推飞行器姿态控制和控制分配研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王启源;独轮自平衡机器人建模与控制研究[D];北京工业大学;2011年
10 韩鹏鑫;可重复使用助推器的导航、制导与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 李天鹰;动基座条件下防摆技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 辛涛;基于混合神经网络的视频序列压缩与加密算法研究[D];大连理工大学;2010年
4 陈超;重组大肠杆菌高密度发酵过程建模与控制[D];大连理工大学;2010年
5 王骏;基于径向基神经网络的模拟电路故障诊断研究[D];大连理工大学;2010年
6 于兴高;聚合反应釜内温度建模与在线校正策略的研究[D];大连理工大学;2010年
7 杨建喜;工业地产投资环境评价研究[D];大连理工大学;2010年
8 康亚彪;数控机床伺服系统动态仿真及参数优化[D];大连理工大学;2010年
9 韩万超;正负压波定位在地埋输油管道检堵中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 冯巧红;数控机床直线电机驱动运动控制算法仿真分析研究[D];合肥工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭晓婷,朱岩;基于遗传算法的进化神经网络[J];清华大学学报(自然科学版);2000年10期
2 徐英,徐用懋,杨尔辅;时变大纯滞后系统的单神经元预测控制[J];清华大学学报(自然科学版);2002年03期
3 陆燕,杜继宏,李春文;延迟时间未知的时延系统神经网络补偿控制[J];清华大学学报(自然科学版);1998年09期
4 张志钢,张承慧,冯俊娥;变时滞线性系统的时滞相关的输出反馈H_∞控制[J];山东大学学报(理学版);2005年01期
5 魏守水,邓晓红;超声电机及其驱动控制技术[J];山东大学学报(工学版);2002年02期
6 梁永兴;董海鹰;;基于遗传算法的神经网络优化在系统辨识中的应用研究[J];伺服控制;2011年06期
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10 李树荣;杨青;郭淑会;;基于神经网络的一类非仿射非线性系统自适应控制[J];系统科学与数学;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 韩红桂;乔俊飞;;一种自组织模糊神经网络研究[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
2 赵伟杰;杨景祺;郭荣;李爱珍;;循环流化床锅炉控制系统的分析、设计与投运[A];中国仪器仪表学会2005年学术年会测控技术与节能环保学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
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4 黄文明;直升机神经网络控制与飞行品质要求的实现[D];南京航空航天大学;2002年
5 王源;不确定非线性系统的神经网络自适应重构控制[D];南京航空航天大学;2002年
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7 姜春福;基于神经网络的机器人模型辨识与控制研究[D];北京工业大学;2003年
8 李帆;不确定性系统的解耦控制与稳定裕度分析[D];西北工业大学;2001年
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10 周黎辉;神经网络在过程辨识与控制中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戴晟;基于DE算法的DRNN网络非线性系统辨识研究[D];西南交通大学;2011年
2 周凯汀;基于遗传算法的最优化控制研究[D];华侨大学;2000年
3 杨明辉;基于神经网络的系统辨识方法研究[D];北京工业大学;2000年
4 张庆龙;歼击机神经网络逆系统自修复控制及可视化研究[D];南京航空航天大学;2002年
5 马国梁;一类非线性系统反馈线性化设计方法研究[D];南京理工大学;2002年
6 蔡国强;实数型遗传算传的研究及其应用[D];福州大学;2003年
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9 邹卫军;简易制导炸弹控制系统设计与实现[D];南京理工大学;2003年
10 彭远芳;电加热炉的神经网络内模控制[D];兰州理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨洁;李凡长;;基于动态模糊集的视觉不变特征融合算法研究[J];计算机工程与设计;2011年12期
2 史敬灼;张慧敏;;行波超声波电机电压幅值—转速控制的辨识建模[J];微电机;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 孟新宇;指令修正弹药组合测量和自装定[D];南京理工大学;2008年
2 柏杰锋;基于组合测量的弹箭图像末修技术[D];南京理工大学;2008年
3 梁卓;SINS/GPS制导炸弹变结构制导控制系统设计与研究[D];南京理工大学;2009年
4 陈向坚;微型飞行器姿态的智能控制方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 李存岑;矩形板超声电机的振子振型激励技术研究[D];上海交通大学;2010年
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1 焦玉莹;基于RBF神经网络的浮船坞浮态检验系统辨识[D];大连海事大学;2011年
2 易芳;基于ISA-DE算法的神经网络PID控制[D];西南交通大学;2011年
3 庞华山;两相行波超声电机系统平均值模型研究[D];河南科技大学;2010年
4 曾春峰;液压弯辊系统对板凸度影响的实验研究[D];燕山大学;2010年
5 连琨;基于DSP的永磁同步交流电机矢量控制系统研究[D];河北工业大学;2011年
6 王翔;基于直接转矩控制的电动变桨距系统研究[D];兰州交通大学;2011年
7 韩明;本安控制器的设计及在井下排水系统中的应用[D];华东理工大学;2012年
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9 李光举;燃气发动机空燃比控制系统研究与开发[D];山东理工大学;2008年
10 左振来;侵彻型激光制导炸弹的制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 杨智民,王旭,庄显义;遗传算法在自动控制领域中的应用综述[J];信息与控制;2000年04期
2 王旭东,邵惠鹤;RBF神经网络理论及其在控制中的应用[J];信息与控制;1997年04期
3 侯北平,卢佩;基于MATLAB的BP神经网络建模及系统仿真[J];自动化与仪表;2001年01期
4 方一鸣,焦晓红,庄开宇,张克勤;基于MATLAB(SIMULINK)的模糊控制系统计算机仿真[J];自动化与仪器仪表;2000年02期
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