基于神经网络的预测控制技术及其应用研究

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1、华东理工大学硕士学位论文第工页基于神经网络的预测控制技术及其应用研究摘要将工业过程控制中最有应用前景的智能控制技术与预测控制技术相结合，对智能模型预测控制技术进行研究，开发面向工业过程控制、简单实用的先进控制技术，是当前过程控制堕待解决的命题。本文将传统预测控制的优化策略与神经网络逼近任意非线性函数的能力相结合，分别提出了基于BP神经网络、基于改进型Elman神经网络和基于模糊Elman神经网络的预测控制算法。通过对上述三类不同神经网络预测控制算法进行仿真比较，结果表明文中提出的三类神经网络预测控制算法皆是可行的，并且基于模糊Elman神经网络的预测控

2、制算法可以更好地用于解决实际工业过程控制问题。论文最后，针对一工业装置实例，探讨了基于模糊Elman神经网络的预测控制技术在工业过程控制中的应用，仿真结果显示了这种预测控制技术是切实可行的。关键词:预测控矿B。神穿两络，Elman神巅络，模糊Elman神经网络第I工页华东理工大学硕士学位论文PredictiveControlTechnologyBasedonNeuralNetworkanditsApplicationAbstractStudyonpredictivecontroltechnologyviaintelligentmodelanddevel

3、opmentofthesimplebutefectiveandindustrialprocessorientedadvancedcontroltechnology,arethemosturgentproblemstobesolvedcurrently,andapracticalwayistocombinethepromisingintelligentcontroltechnologywithmodelpredictivecontroltechnology.Inthisthesis,byincorporatingpredictivecontrolopti

4、mizationstrategywithneuralnetwork'scapabilityofapproachingnon-linearfunction,neuralnetworkpredictivecontrolalgorithmsrespectivelybasedonBPnetwork,modifiedElmanneuralnetworkandfuzzyElmanneuralnetwork(FENN)areputforward.Thosediferentneuralnetworkpredictivecontrolalgorithmsarecompa

5、redbysimulationandtheresultsshowthatthethreekindsofpredictivecontrolalgorithmsareallfeasibleandthepredictivecontroltechnologybasedonFENNismoreefectivefortheprocess.Finally,theindustrialapplicationofpredictivecontrolbasedonFENNisstudiedindetail.Thesimulationresultsshowit'spractic

6、able.Keywords:predictivecontrol,BPneuralnetwork,Elmanneuralnetwork,fuzzyElmanneuralnetwork(FENN)作者声明我郑重声明:本人悟守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名:JA,t}-卢乡年1月:T日华东理工大学硕士学位论文第I页第1章绪论1.1.引一言随着工业过程日益走向大型化、连续化，

7、工业生产过程日趋复杂多变，往往具有多输入、多输出、强祸合、非线性、信息不完全和纯滞后等特征，并存在各种约束条件，其动态行为还会随着操作变量变化而改变。另一方面，典型生产装置的优化操作点通常位于各种操作变量的约束边界处，因而一个理想的控制器应当保证使生产装置在不违反约束的情况下，尽可能接近约束，以确保最佳经济效益。面对复杂的工业过程和更高的控制品质要求，传统的PID控制策略和一些复杂控制系统在系统性能、控制器设计和整定及鲁棒性等许多方面存在问题，难以实现控制目标，不能很好的达到控制品质要求口为此迫切需要一类突破传统控制模式的先进控制策略[1-8120世纪

8、60年代发展起来的以状态空间法为基础的现代控制理论在航空和航天工业中取得了卓有成效的应用。然而