AN INTELLIGENT CONTROL SYSTEM BASED ONRECURRENT NEURAL FUZZY NETWORK AND ITS APPLICATION TO CSTR

In this paper, an intelligent control system based on recurrent neural fuzzy network is presented for complex, uncertain and nonlinear processes, in which a recurrent neural fuzzy network is used as controller (RNFNC) to control a process adaptively and a recurrent neural network based on recursive predictive error algorithm (RNNM) is utilized to estimate the gradient information ρy/ρu for optimizing the parameters of controller.Compared with many neural fuzzy control systems, it uses recurrent neural network to realize the fuzzy controller. Moreover, recursive predictive error algorithm (RPE) is im-plemented to construct RNNM on line. Lastly, in order to evaluate the performance of the proposed control system, the presented control system is applied to continuously stirred tank reactor (CSTR). Simulation comparisons, based on control effect and output error,with general fuzzy controller and feed-forward neural fuzzy network controller (FNFNC),are conducted. In addition, the rates of convergence of RNNM respectively using RPE algorithm and gradient learning algorithm are also compared. The results show that the proposed control system is better for controlling uncertain and nonlinear processes.     

间歇过程模糊预测学习控制器的设计与仿真

针对工业间歇过程的控制问题，分析比较了现有的两类反馈-前馈迭代学习算法在解决工业间歇过程控制系统滞后问题上的缺陷，采用T-S模糊预测模型，在原有反馈-前馈迭代学习算法基础上引入预测思想，研究了基于模糊预测的迭代学习算法，并设计了一种模糊预测学习控制器。以具有滞后、变参数特性的间歇过程为例，进行了仿真研究，验证了提出方法的有效性。     

基于C-R模糊模型的非线性预测控制

Cao和Ress提出的模糊模型（称为C-R模糊模型）由模糊推理和局部线性解析模型两部分组成，用隶属函数加权局部模型构成系统的全局非线性模型。本文提出了一种新的结构上与阶跃模型相类似的C-R模糊阶跃模型。并用DMC动态矩阵控制算法，求解基于该模型的非线性预测控制问题，得出了预测控制算法的解析形式，该方法克服了一般非线性预测控制算法求解困难的缺陷。     

基于多Agent粒子群优化的多步SVR模型预测控制

提出一种基于多Agent粒子群优化支持向量回归机（support vector regression, SVR）参数的优化算法,并利用该算法建立多步预测控制模型,对非线性系统进行预测控制。通过预测控制的机理推导出满足滚动优化目标函数的多步预测输出的控制律。将该模型与基于遗传算法优化的RBF神经网络预测控制器、基于粒子群优化的多步SVR模型预测控制器和基于遗传算法优化的多步SVR模型预测控制器进行比较分析,仿真结果表明该预测控制模型优于其他控制器,具有良好的预测性能,可有效的对非线性系统进行预测控制。     

基于模糊Chebyshev基函数神经网络的快速学习算法

将模糊控制与神经网络相结合,用神经网络来实现模糊推理,提出了一种以Chebyshev基函数为隶属函数的模糊神经网络。由于无需调整隶属函数的参数,因此该模糊神经网络模型算法的计算量大大减小,仿真结果表明了该模型算法的有效性和快速性。     

基于改进的灰色预测的模糊神经网络控制

采用等维新信息和提高原始数据列光滑度的方法对灰色预测模型进行改进,具有预测更准确的效果,结合采用模糊神经网络控制的精确稳定性特点,提出一种改进的灰色预测的孵化模糊神经网络控制算法,将其应用在具有大滞后、强干扰的孵化过程中。仿真和实际结果表明,提出的控制策略能够有效克服时滞过程的超调问题,具有较强的鲁棒性和自适应性。

Abstract：

Grey Predictive model was improved by using ＂moving window＂ and increasing the smoothness of original data,which can predict accurately,by combining grey predictive model with fuzzy neural network control algorithm which is accurate and stable.A fuzzy neural network control algorithm based on improved grey predictive model was proposed to be applied in incubation process which is lag largely and strongly disturbed.Simulation and running results show that the proposed control strategy can effectively overcome the overshoot caused by delay and has better flexibility and robustness.     

基于在线支持向量机和遗传算法的预测控制

针对非线性系统模型预测控制中预测模型容易失配且目标函数难以求解的问题,本文提出一种基于在线支持向量机建模和遗传算法滚动优化的模型预测控制方法。该方法利用在线支持向量机建立被控对象的非线性模型,在线支持向量机是一种迭代学习的支持向量机训练算法,可以进行在线训练,从而实现模型在线自校正;并且通过遗传算法求解目标函数的最优控制量,完成滚动优化。对非线性系统的仿真研究结果表明,该方法有效且具有良好的自适性。     

输入受限的隐式广义预测控制算法的仿真研究

本文基于CARIMA模型提出了一种简单的隐式广义预测自校正控制算法。它避免了在线求解Dioaphantine方程;利用并列预测器间的特点,直接辨识输出预测器中的参数,并针对广义预测控制问题,在整个预测时域和控制时域,对输入幅值施加了约束;在此基础上以二次规划作为滚动优化策略,进行计算机仿真,获得预测控制信息和输出信息;然后采用加权控制律,不仅使预测信息得以充分利用,而且使系统的性能得到明显改善。     

基于T-S模型的自适应多变量模糊预测控制

针对多变量非线性系统的控制问题,提出了一种具有良好控制效果的模糊预测控制方法。首先采用快速聚类法和递推最小二乘法辨识得到非线性系统的T-S模型,然后对系统进行线性化,并基于线性化的模型设计模糊广义预测控制器并对非线性对象进行在线自适应控制。对一个带时延的强耦合二变量非线性对象进行仿真,结果表明对于具有时变性的非线性系统,该方法具有很好的控制效果。     

神经网络模糊预测优化控制在VAV系统中的应用

将神经网络、模糊控制与非线性预测优化控制结合起来,提出了神经网络模糊预测优化控制方法,采用前馈神经网络作为预测模型,利用贝叶斯正则化方法对模型进行了辨识,以自调整模糊控制器作为优化控制器,通过多步预测方式,系统的优化性能指标综合考虑温度偏差最小和能耗最小这两方面因素,应用该方法对制冷工况变风量空调系统的送风温度和回风温度（室内温度）进行了仿真控制研究。控制结果表明了该方法的有效性,控制效果良好,并且可以达到节省能耗的目的。

Abstract：

Artificial neural network,fuzzy control and nonlinear optimal predictive control were combined.The algorithm of neural network nonlinear fuzzy predictive optimal control was proposed.Feed-forward neural network was adopted as the predictive model of the cooling VAV system.The model was identified by the method of Bayesian regularization.The self-adjusting fuzzy controller was adopted as optimal controller.The algorithm was applied in the cooling VAV system with multi-step predictive method.Indoor temperature and supply air temperature was controlled aimed at minimum temperature deviation and minimum energy consumption by this scheme in Matlab.Simulation results illustrate the effectiveness of this technique,and in the meantime illustrate that this technique can save energy consumption.     

新型变论域模糊控制器在交通信号控制中的应用

在双模糊控制器协调控制交通信号的基础上,针对模糊控制中论域范围选择和隶属度函数在论域中合理分布的难题,改善通过函数模型获得输入输出变论域伸缩因子的方法,提出一种采用模糊推理来替代函数模型,根据输入输出量的大小来相应改变模糊控制器的输入输出变量的论域范围的新算法。仿真结果表明,与传统的基于函数模型的变论域模糊控制器相比较,此方法避免了基于函数模型的变论域模糊控制器的函数系数和模型参数选择上的困难,更加方便地实现了控制器自调整和自适应,并大大减小了车辆平均延误时间,为车队更顺畅地通过交叉路口提供了保证。     

基于模糊补偿的预测函数控制的仿真研究

针对预测函数控制中模型失配的影响的情况，提出了用模糊推理对控制量进行补偿的解决方案。并将基于模糊补偿的预测函数控制应用于锅炉燃烧控制系统，通过连续系统仿真，结果表明这种控制器具有较强的鲁棒性。     

不确定非线性系统变结构模糊自适应鲁棒控制

考虑一类不确定非线性系统的鲁棒控制器设计问题,在假设系统不确定性函数结构未知的情况下,利用模糊系统对不确定性函数进行逼近,将获得的模糊系统函数作为系统不确定性界函数。在此基础上,提出了一种变结构模糊自适应鲁棒控制算法,该算法在确保系统的滑动模态超平面为渐近可达的前提下,在线对系统模型的控制增益参数和不确定性函数的界参数进行估计。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例,进行了变结构鲁棒自适应模糊控制器的设计。仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

一类非线性系统的直接自适应模糊滑模控制

研究了一类非线性系统的一种直接适应模糊滑模控制（AFSMC）的问题。首先，在系统的非线性动态函数满足可估计和有界两个基本假设的条件下，给无了此类系统基于非线性动态函数估计的一般滑模控制律设计。然后基于目标函数梯度校正的方法，通过自适应机构调解模糊逻辑系统（FLS）的后作参数，所设计的自适应模糊逻辑系统（AFLS）能够逼近系统基于非线性动态函数估计的一般滑模控制律。这样，系统的自适应模糊控制律具有一般滑模控制律的控制效果，同时由于AFLS的滤波作用，具有消除滑模控制高频抖振的特性。数值仿真结果证明了所设计控制律的有效性。     

复杂系统的遗传-模糊建模方法

针对复杂系统的模糊建模问题，提出了一种遗传．模糊建模新方法。首先，利用竞争学习算法对输入空间进行自适应聚类，基于聚类结果提取模糊模型的规则前件隶属函数参数，采用局部最小二乘法求得规则后件参数，从而初步建立起系统的T-S模糊模型。然后，对规则前、后件参数进行编码，借助于实值编码遗传算法优化模糊系统。最后，数字仿真结果验证了算法的可行性和有效性。     

基于PSO的模糊控制及在孵化中的应用

针对孵化系统复杂的动态非线性特性,提出一种基于粒子群优化的模糊控制算法,该算法针对模糊控制器量化因子参数调节的困难,采用PSO的惯性系数的自适应调整机制,用以加速优化算法的收敛性和维持群体的多样性,以寻优模糊控制器量化因子参数,将该方法应用于孵化过程,较好的实现了温度、湿度和含氧量的稳定控制。仿真和实际运行结果表明了所提出的算法的有效性和优越性。     

基于TS模糊的导弹编队协同控制设计与仿真

针对多导弹编队协同作战的需求,提出了一种基于TS (takagi-sugeno)模糊控制理论的多导弹编队协同控制算法。采用了领弹-从弹模式的导弹编队飞行系统,以导弹飞行速度、弹道倾角以及弹道偏角为参考量,在整个飞行过程中通过多组平衡点对系统局部线性化的方法完成局部的渐近稳定控制器的设计。随后通过专家经验法,设计符合该系统的隶属度函数和模糊规则,结合TS模糊理论,完成整个多导弹协同控制系统的设计以及其稳定性的证明,并完成相关的仿真验证,验证结果表明：TS模糊控制提高了系统的鲁棒性。     

新型的预测函数控制

针对预测函数控制中模型失配影响的情况 ,提出了用模糊推理对控制量进行补偿的解决方案。并将基于模糊补偿的新型预测函数控制应用于锅炉燃烧控制系统。连续系统仿真结果表明 ,这种控制器具有较强的鲁棒性。     

灰色预测模糊PID控制在汽温控制系统中的应用

将灰色预测、模糊控制与常规PID控制三者的设计思想融合起来，提出了一种灰色预测模糊PID控制算法。该算法首先通过建立模糊规则和进行模糊推理来确定PID控制器的参数，然后由PID控制律直接确定控制作用，再将灰色预测在线应用，用其预测结果代替被控对象测量值进行控制运算。仿真结果表明，利用该算法设计的汽温控制系统比应用模糊PID控制设计的汽温控制系统具有更加优良的性能。     

Constrained predictive control based on T-S fuzzy model for nonlinear systems

A constrained generalized predictive control （GPC） algorithm based on the T-S fuzzy model is presented for the nonlinear system. First, a Takagi-Sugeno （T-S） fuzzy model based on the fuzzy cluster algorithm and the orthogonalleast square method is constructed to approach the nonlinear system. Since its consequence is linear, it can divide the nonlinear system into a number of linear or nearly linear subsystems. For this T-S fuzzy model, a GPC algorithm with input constraints is presented. This strategy takes into account all the constraints of the control signal and its increment, and does not require the calculation of the Diophantine equations. So it needs only a small computer memory and the computational speed is high. The simulation results show a good performance for the nonlinear systems.