基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的糖廠澄清工段建模與HDP控制研究.pdf

1、制糖產(chǎn)業(yè)作為廣西重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其成品糖的質(zhì)量關(guān)系到人們的日常生活，而糖廠澄清工段是白糖生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，因此對(duì)糖廠澄清工段的優(yōu)化控制至關(guān)重要。建立控制對(duì)象準(zhǔn)確、有效的模型是優(yōu)化控制的基礎(chǔ)，由于糖廠澄清工段是一個(gè)大時(shí)滯、非線性的復(fù)雜多輸入多輸出的過(guò)程，基于機(jī)理的建模方法很難實(shí)現(xiàn)，故本文采用基于數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法。回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)(ESN)是一種新型的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有訓(xùn)練速度快、不會(huì)陷入局部極小點(diǎn)的特點(diǎn)，本文采用該網(wǎng)絡(luò)建立被控對(duì)

2、象的模型。首先分析糖廠澄清工段工藝流程，選取模型輸入輸出參數(shù)，然后利用糖廠歷史數(shù)據(jù)對(duì)糖廠澄清工段運(yùn)用ESN進(jìn)行建模，為驗(yàn)證模型有效性，對(duì)建立的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)仿真，同時(shí)將ESN模型與傳統(tǒng)的BP網(wǎng)絡(luò)模型和RBF網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)比。仿真結(jié)果表明基于ESN的糖廠澄清工段模型精度高于BP網(wǎng)絡(luò)與RBF網(wǎng)絡(luò)模型，能夠很好的反映被控對(duì)象的特性。
　　 在建立被控對(duì)象的模型后，采用一種智能優(yōu)化控制算法—啟發(fā)式動(dòng)態(tài)規(guī)劃(HDP)對(duì)糖廠澄清工段進(jìn)行仿真控制。

3、為解決傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的HDP算法收斂速度慢、訓(xùn)練中易陷入局部極小點(diǎn)的問(wèn)題，本文將用ESN實(shí)現(xiàn)HDP算法，然后對(duì)糖廠澄清工段進(jìn)行仿真控制。首先根據(jù)Bellman最優(yōu)性原理，推導(dǎo)出ESN實(shí)現(xiàn)的HDP算法中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，然后在MATLAB軟件環(huán)境中，運(yùn)用該算法對(duì)已建立的糖廠澄清工段ESN模型進(jìn)行仿真控制，驗(yàn)證該算法的有效性;并與BP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的糖廠澄清工段HDP算法仿真控制對(duì)比，仿真結(jié)果表明基于ESN的HDP算法能夠解決傳統(tǒng)的