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《福州大学》 2002年
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基于神经网络的时滞控制系统研究

李信洪  
【摘要】: 本文从工程实际出发,对基于神经网络的时滞控制系统设计理论和应用进行了研 究。文中着重研究了神经元网络设计理论、基于神经网络的线性和非线性时滞对象辨 识及时滞系统控制方法,以此为基础提出了时滞系统神经元自适应PID内模控制、时 滞系统神经网络自适应PIP控制以及神经网络自适应Smith控制方法,并进行了控制 系统的实例设计与仿真实验。 本文的主要研究内容有如下几个方面: 1.综述了神经网络、神经控制及时滞系统的研究现状,并就基于神经网络的时 滞系统控制方法提出了作者的一些观点; 2.介绍了时滞系统控制的传统方法,包括PID控制及其改进算法、Smith预估控 制、PIP控制等,并通过仿真实验说明了传统时滞系统控制方法的弱鲁棒性; 3.探讨了面向控制的神经元网络设计理论,包括单神经元控制的结构和基本理 论及BP神经网络设计; 4.针对时滞系统的辨识问题,介绍了传统的时滞辨识方法,提出了两种基于神 经网络的辨识方法,包括时滞线性系统的辨识和时滞非线性系统的辨识,并对神经网 络辨识与传统辨识方法进行了比较; 5.将内模型控制与Smith预估控制相结合,并引入单神经元控制器,提出了时滞 系统神经元自适应PID内模控制方法,并将其应用于电加热炉的温度控制,取得了较 好的控制效果; 6.探讨了神经网络自适应内模控制与神经网络预测PID控制方法,并分别进行 了控制系统的设计与仿真实验; 7.基于神经网络辨识方法,提出了两种神经网络时滞系统补偿控制策略,即神 经网络自适应PIP控制与神经网络自适应Smith补偿控制,并进行了控制系统的设计 与仿真实验,取得了很好的控制效果。
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