基于聚类分析方法的非线性系统多模型预测控制算法研究

被引量 : 0次 | 上传用户:cs_
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
非线性系统模型辨识和控制问题是非线性系统研究中非常困难,但又十分重要的课题。基于聚类算法的多模型建模方法从系统的输入输出数据出发,充分地挖掘数据间的相关信息,合理地将其划分为具有明显特征的多个子空间集来表征系统的非线性特性,并且具有算法结构简单、收敛速度快且动态特性跟踪效果好等优点,而预测控制则是工业过程广泛应用的一种先进控制算法。研究基于聚类算法的多模型策略以及与预测控制方法相结合的多模型预测控制方法具有重要的理论研究意义和广泛的应用前景。 本文针对复杂非线性系统的建模问题,利用分解-合成的多模型策略,针对聚类初值选取问题,对K-means聚类算法进行改进,然后结合PLS建模方法辨识多模型参数,并引入基于模态变化的切换策略,提出了一种基于改进K-means聚类算法的多模型建模方法。通过对自定义非线性系统与PH中和过程的多模型建模仿真研究,表明该方法降低了原有聚类算法对初始值的依赖,提高了算法的收敛速度和建模精度。 由于子模型个数k在多模型建模精度以及系统的稳定性等方面发挥着重要作用,因此,在改进K-means聚类算法的基础上,本文提出了两种优化k值的算法:一是将多尺度理论引入密度分布聚类算法,采用了一个动态阈值来融合相似类,从而确定最优k值以及最优的密度参数值;二是提出了一种聚类效果评价函数,以此来确定最优k值以及最优的密度参数值。通过对自定义对象的聚类以及pH中和过程的多模型建模仿真研究,表明了两种优化算法的有效性。最后,对多因变量PLS的建模方法进行了初步探讨,针对MIMO系统进行了建模效果分析。 针对多变量系统的多模型预测控制问题,本文在前面所提出的基于改进聚类算法的多模型建模方法的基础上,设计了具有约束的MIMO多模型预测控制器,针对多模型的切换问题,提出了基于模态切换、多步预测误差以及模糊区间判断的三种切换方式,通过对多输出pH中和过程的控制仿真表明了该控制算法是有效的,三种切换策略不同程度地改善了系统的暂态响应特性以及稳定性。
其他文献
目的研究森田疗法在强迫症治疗中的作用及长期疗效。方法将60例门诊强迫症患者随机分成两组,分别用药物合并森田疗法(研究组30例)和单一药物(对照组30例)治疗;疗程10~12周,均
<正> 在清代乾嘉时期,由于社会的安定,经济的繁荣,文化的发展,学术研究呈现出昌盛的局面。很多文人学士考据校勘古籍,编辑刊刻图书,涌现出一批有影响的校勘学家和私人刻书家
目前,我国人口老龄化呈加速增长态势。但是落后的养老保险体系并不能适应这一变化,养老金的并轨只是解决了养老保险体系的公平问题,而养老保险体系真正的发展则必须从结构上
针对传统LED显示屏投资大、远程控制功能差的缺点提出了基于电话网的远程控制方案,设计了一套远程控制系统,通过该系统可随时更新显示内容。远程通信采用串口通信方式,采用的
在知识经济时代,人逐渐成为企业生存发展的重要生产要素,企事业要实现可持续发展,在激烈的市场竞争环境中获得一席之地,就要重视人的创造力,以最大化的发挥人力资源优势。然
<正> 今天防痨分会让我给大家介绍中医治疗肺结核的方法,我欣然答应了这个任务,不过我的水平很不够,对于这方面的知识和经验非常缺乏,恐怕不能满足大家的要求,同时中医对所有
随着成本核算以及会计核算在财务管理中的作用越来越重要,越来越多的企业管理者和国家相关部门以及社会各阶层开始重点关注企业会计制度规范化的问题。中小企业作为目前我国
<正> 牙板是钻杆卡瓦的关键零件,其性能好坏决定了卡瓦工作寿命的长短和卡瓦能否牢靠地卡住钻杆而又对钻杆的损伤最小。长期以来,牙板齿形的设计都仅限于选用或测绘。本文将
面对“人口—资源—环境—粮食”问题,我们不得不考虑《饥饿是否会再次敲响中国的大门?》。本文以养分资源为研究对象,用养分流动与循环的方法,建立“中国营养体系养分流动与
研究还原糖种类和反应时间对美拉德反应产物(Maillard reaction products,MRPs)理化特性和抗氧化活性的影响,采用L-赖氨酸与3种还原糖(D-葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖)按浓度比1