基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中的设计

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1、工学硕士学位论文基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中的设计曹剑坤哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP23工学硕士学位论文基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中的设计硕士研究生：曹剑坤导师：宋清昆申请学位级别：工学硕士学科、专业：控制理论与控制工程所在单位：自动化学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP23DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringBasedonWaveletNeuralNetworkModelPredi

2、ctiveControlDesignandResearchinMoreWaterTankCandidate：CaoJiankunSupervisor：SongQingkunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlTheoryandControlEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕ｄｂ学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中的设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研巧工作做出贡献的个人和集体，均在文中明确方式注明。本声明的法律结果将由本人承担。＊作者签名：日期：如／＾年＾月日嗦＾苗哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中的设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期

4、间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名。、义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密回。（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名；日期：年＾月２日歹导师签名之心日期：如／／年＾月勺日寺哈尔滨理工大学工学硕士

5、学位论文基于小波神经网络模型的预测控制在多容水箱中设计与研究摘要伴随着经济时代的来临，为了满足人们对高端产品的品质需求，生产工艺的改良变得越来越迫切，然而工业现场的复杂、多变使得实验的任何微小错误，不仅会造成设备上的损坏，更会在时间上造成浪费，面对这些问题，能否模拟大多数的实际工业对象就成为了关键，四容水箱液位控制系统的出现在很大程度上就解决了这个问题，特别是，非线性和耦合特性，使得预测控制在控制非线性系统时，也有对象可以钻研，以实现适当控制，满足客户需求。因此，本文就非线性和耦合的特点如何在预测控制策略上应用，开展了研究工作。小波神

6、经网络非线性逼近能力的好坏，往往是模型精确与否的紧要环节，因此本文就小波神经网络的参数先期进行优化，在优化的过程中，提出的线性递减因子策略，能使变异量呈现逐渐减小的趋势，起平衡算法的作用，之后将建立确切的模型与动态矩阵控制策略相结合，对多容水箱的非线性进行研究与控制。面对多容水箱耦合特性，本文利用神经网络解耦技术来应对这个问题，其主要原理是神经网络辨识与前馈解耦理论相结合，对解耦通道、神经网络内部结构、参数作了有关设计，给予了神经网络解耦的具体策略。优化过的小波神经网络动态矩阵控制首先对二容水箱进行控制实验，并将结果与PID仿真结果作

7、对比，然后在控制器与四容水箱中间添加神经网络解耦控制器，从而完成对被控对象，即四容水箱系统的解耦控制。从结果上可以得知，其上升时间快、无超调、较短的调节时间以及抗干扰能力较强，说明本文设计的控制策略取得的控制效果较为不错，且在加入固定干扰源之后检测出的稳定性与鲁棒性也比较好，为解决非线性与耦合性的问题提供了一种可行性。关键词：小波神经网络；模型辨识；动态矩阵控制；神经网络解耦-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文BasedonWaveletNeuralNetworkModelPredictiveControlDesignandResea

8、rchinMoreWaterTankAbstractWiththeadventofeconomictimes,inordertomeetpeople'sdemandforhigh-qualityproducts,impr