RBF-ARX模型在三容水箱液位預(yù)測控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、由于目前理論上的研究尚缺乏實(shí)際背景的支持，新的科研成果一旦運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際就難免出現(xiàn)這樣或那樣的問題，因此嚴(yán)重阻礙了理論研究在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。三容水箱系統(tǒng)的非線性、多變量、耦合性等特性在很大程度上模擬了生產(chǎn)實(shí)際中的復(fù)雜過程控制對象，本文主要圍繞三容水箱系統(tǒng)的建模與預(yù)測控制問題展開了深入的研究，具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 首先，著重介紹了RBF-ARX模型的結(jié)構(gòu)。RBF-ARX模型是一種全局系統(tǒng)模型，能描述可在工作點(diǎn)附近局部線性

2、化的、時(shí)變的非線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，它的模型結(jié)構(gòu)具有一個(gè)基本的線性ARX模型結(jié)構(gòu)，其回歸矩陣的系數(shù)是時(shí)變的，可由高斯徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)根據(jù)系統(tǒng)的當(dāng)前工作狀態(tài)在線計(jì)算得到。全局RBF-ARX模型的參數(shù)可離線辨識得出，而系統(tǒng)在工作點(diǎn)附近的局部線性模型則可以很容易的由全局RBF-ARX模型通過在線的簡單轉(zhuǎn)換計(jì)算得到，從而進(jìn)一步避免了采用非線性規(guī)劃方法解決基于RBF-ARX模型的預(yù)測控制中的含約束的在線優(yōu)化問題。 其次，詳細(xì)研究了三容水箱

3、系統(tǒng)的非線性產(chǎn)生原因，并就三容水箱的各種建模方法和控制策略進(jìn)行了比較，充分說明了RBF-ARX模型在三容水箱系統(tǒng)建模中的優(yōu)越性，然后利用常規(guī)的PID控制算法采集到的系統(tǒng)全局范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)為三容水箱系統(tǒng)建立了兩輸入兩輸出的RBF-ARX模型，并就模型各參數(shù)的辨識、優(yōu)化和具體選擇辦法給出了詳細(xì)的分析說明。 再次，在分析了兩種基本的預(yù)測控制算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)測控制的基本原理，提出了基于RBF-ARX模型的預(yù)測控制算法，并就其具體實(shí)現(xiàn)問