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流浆箱是造纸机的关键部件之一,它的结构和控制性能决定了纸页的成形和纸张定量分布的均匀性、稳定性。本文针对气垫式流浆箱的多变量强耦合非线性特性,提出了神经网络混合控制方案。该方案针对非线性内模控制结构,给出了基于径向基函数神经网络(RBFNN)辨识被控对象正模型和逆模型的实现方法,并且在内模控制的结构中引入了PID补偿控制,弥补了神经网络正模型和逆模型在线训练初期具有较大建模误差,内模控制效果较差的缺点。从仿真结果来看,神经网络内模控制(NNIMC)加PID控制的混合控制方案比单一的NNIMC具有更快,更平稳的控制效果。
在改进控制方案的同时,本文也对RBFNN的学习算法进行了一些研究,提出了一种同时具有增长和修剪功能的RBFNN网络结构学习算法—扩展资源分配网络(ExtendedResourceAllocatingNetwork-ERAN),实现了RBFNN的在线学习,弥补了当前各种离线训练算法无法有效处理样本数据的缺点,具有很大的实用性。在此基础上,针对一般用来修正RBFNN权值的RLS算法存在数值特性不好的缺点,引入了基于逆QR分解的Givens递推最小二乘法(IGRLS),该算法既保留了Givens旋转计算量少,数值稳定的优点,又避免了它的回代过程,使得该旋转计算更容易映射到Systolic阵列,满足实时控制的要求。通过仿真我们发现EARN算法性能优越,改进了RBFNN的学习性能。