基于在线学习的神经网络逆控制方法及其在电力系统中的应用研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:az4620
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
神经网络逆控制方法是一种不依赖于被控系统精确模型、应用广泛的非线性控制方法。但是该方法在具体应用时还存在一些问题有待解决,主要是当被控系统的参数发生较大变化等不确定性时,神经网络逆对被控系统的逆系统的逼近性能会变差,往往导致不能获得满意的闭环控制性能。针对神经网络逆控制方法存在的不足,在国家自然科学基金项目(神经网络逆系统测量理论及其应用研究,项目号:60574097)的资助下,本文着重开展了神经网络逆控制方法的改进研究,提出了基于在线学习的神经网络逆控制方法,在此基础上,论文将所提方法应用于电力系统关键元件--同步发电机的非线性控制中,并对相关结果进行了分析和比较。本文的主要研究内容和取得的成果如下:   1.针对一类SISO非线性可逆系统提出了一种神经网络逆在线学习方法。针对相对阶a≤2且输出的各阶导数均可测的一类SISO非线性可逆系统,在神经网络逆离线训练的基础上,提出了一种基于基函数思想的神经网络逆在线学习方法,基于Lyapunov稳定性理论设计了神经网络逆的在线学习算法,证明了神经网络逆在线学习的收敛性。所提方法提高了神经网络逆对不确定非线性系统的逆系统的逼近性能。   2.提出了基于扩张状态观测器的改进的神经网络逆在线学习方法。考虑到一般情况下神经网络逆在线学习时所需的输出的各阶导数难以在线准确获取的难题,针对具有任意相对阶的一类SISO非线性可逆系统提出了基于扩张状态观测器(ESO)的改进的神经网络逆在线学习方法。将神经网络逆系统与被控系统组成的复合伪线性系统与理想的线性系统之间的误差视为复合伪线性系统的扰动,便将复合伪线性系统转化为含有扰动的线性系统。在此基础上,设计了ESO对复合伪线性系统的状态与扰动进行在线估计,解决了被控系统输出的各阶导数和复合伪线性系统的扰动的实时在线获取问题,从而解决了神经网络逆在线学习时训练样本获取的难题和基于神经网络逆系统的反馈控制器设计的难题,并在离线训练的基础上在线训练神经网络逆进一步提高了神经网络逆的逼近性能。在此基础上,将所提方法推广到MIMO非线性可逆系统的控制中。   3.提出了基于神经网络逆系统的自适应补偿控制方法。针对一类SISO非线性可逆系统提出了基于神经网络逆系统的自适应补偿控制方法。分析了神经网络逆与被控系统组成的复合伪线性系统与理想的线性系统之间的误差,设计了RBF神经网络对此误差进行在线估计,并在伪控制量的设计中对其进行补偿。基于Lyapunov稳定性理论设计了RBF神经网络的在线学习算法,证明了RBF神经网络的收敛性和闭环系统的稳定性。在此基础上,将所提方法推广到MIMO非线性可逆系统的控制中。最后,将所提出的基于神经网络逆系统的自适应补偿控制方法与改进的神经网络逆在线学习方法进行了比较,指出了其各自的优缺点和适用的场合。   4.研究了相关控制方法在电力系统元件分散控制中的应用。针对电力系统中的关键元件:同步发电机组,分别基于本文所提出的神经网络逆在线学习方法研究了多机系统中同步发电机励磁控制问题,基于改进的神经网络逆在线学习方法研究了多机系统中同步发电机励磁控制问题与励磁汽门综合控制问题,基于神经网络逆系统的自适应补偿控制方法研究了多机系统中同步发电机励磁汽门综合控制问题,并基于MATLAB软件进行了数值仿真,结果验证了本文所提方法的有效性。
其他文献
视频图像中人体的检测与跟踪是智能监控、人机界面等视觉系统的重要组成部分。本文分别对运动人体的检测与跟踪算法进行了研究和实现。在运动目标检测中,一种比较成功的思想
自动化管理系统广泛应用于国民经济的各个领域,可以有效的提高工作效率,协调各生产环节的资源和人力分配。现有的轮对轮轴检修线各个工序的零部件存放比较杂乱,工人的重复工
随着信息化社会的到来,人们获取的信息已经不再局限于数字、符号、文本等信息,而是越来越多的处理图像信息。而在数字图像处理中许多问题都要归结为特征提取和识别问题,如数
新型干法水泥生产窑尾系统包括预热器与分解炉两部分,承担着水泥熟料烧成过程的大部分热交换任务。合适、稳定的喂煤量与喂料量,能使煤燃烧放热与生料吸收热尽可能均匀进行,
作为应对未来应急作战和各种突发灾害战时医疗保障的重要支撑,战时医院人员与重要设备物资定位管理系统的完善和发展已经成为当前战时医疗保障理论研究的重大课题。利用RFID
随着信息技术的不断发展,人们对建筑内环境的要求不断提高,促进了智能建筑、楼宇自动化系统的迅速发展。楼宇自动化系统的重要部分——楼宇控制通信网络正在经历从厂家独自研
随着人们生活水平的提高和科技的进步,暖通空调已经成为生活中必不可少的一部分,与此同时,空调系统带来的能耗问题也变得日益严重。变风量空调系统作为目前最具节能潜力的空
导轨作为电梯的导向部件,导轨的质量决定着电梯能否安全、舒适、高速地运行,而导轨的直线度误差是决定着导轨质量的最主要因素。目前行业内的常用的直线度检测方法,检测器具
板厚精度是钢板轧制的重要指标之一,板厚控制也是轧制领域中核心技术之一。自动厚度控制是一种对轧板中心部分的板厚进行自动控制的技术,近年来成为热轧板带钢轧机以及冷轧机
永磁无刷直流电机凭借体积小、重量轻、效率高和转动惯量小等优良特性,在工业控制领域中占据重要地位。除此之外,在具备直流电机优良的调速特性的同时,电子换相装置代替了直