基于遗传算法的非线性模型辨识

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要现代控制工程中的系统多表现为非线性、时变和不确定性，要实现有效控制，必须采用模型辨识的方法来获取对象的近似模型，并加以控制。遗传算法是一类可用于复杂系统优化计算与模型辨识的搜索算法。它借助搜索机制和随机性，能够搜索问题域的全局最优解，并且对噪声表现出很好的鲁棒性和自适应能力。本文在深入研究了生物免疫原理的基础上，将免疫进化算法中的免疫生殖概念应用于遗传操作中，从而提高了遗传算法的寻优能力。通过对单容水位控制系统非线性模型的分段辨识，得到了水泵的实际特性曲线，同时也验证了基于免疫原理的遗传算法在辨识非线性模型中的优势。关键词：

2、免疫原理，遗传算法，非线性模型，辨识ABSTRACTManysystemsinmoderncontrolprojectareshownasnonlinear，time—variantanduncertain．Toachieveeffectivecontrol，weshouldusemodelidentificationtoobtaintheapproximatemodeltotheobject．Geneticalgorithm(GA)isakindofsearchalgorithmsthatcanbeusedinmodelidentificationand

3、optimalitycalculationincomplexsystem．Itcansearchtheglobaloptimalsolutioninsolutionspacebasedonitssearchmechanismandrandomness．Ithasgoodrobustnessandadaptiveability．Basingonhavingstudiedimmuneprincipledeeply，immunitygenerationisappliedinGAinthispapertoimproveitsoptimize．Theimproved

4、algorithmisappliedinidentificationtOawaterlevelcontrolsystemofasingle—capacitywatertankSOastoobtainthepracticalcharacteristiccurveofpump．Theresultsvalidateitssuperiorityofthealgorithmbasedonimmunitytheoryintheuseofnon-linearmodelidentifying．WangZhiyuan(ControlTheoryandControlEngin

5、eering)DirectedbyproLLiuChang—liangKEYWORDS：immunityprinciple，geneticalgorithm(GA)，non-linearmodel，identification声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于遗传算法的非线性模型辨识》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志

6、对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：罩戈．逸日期：坐!笪：i!?，关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：垂丝迄导师签名：圣型丝华北电力大学硕士学位论文1．1

7、选题背景及意义第一章绪论对于复杂的物理世界，人们经常希望能够以简单的数学模型对其主要特征进行描述，并在此基础上对其行为进行预测乃至控制。数学模型是一个系统的数学表达式，用来正确反映该系统的动态和静态特性。在控制领域中，被控对象高精度的模型对控制器参数的设计和控制算法的有效性检验非常重要。许多现代控制技术离不开模型辨识。只有得到了比较精确的模型，才能合理的设计控制器的参数，达到较好的控制要求。所以控制理论的应用几乎不能没有系统辨识技术。系统辨识的问题概括起来，就是让一个实际的物理系统的输入输出数据与一个假定数学模型的输入输出相匹配，选定合适的模型，作为黑盒子

8、系统的预测和控制。从1967年起国际自动控制联合会(IFAC)每三