一种非线性系统参数辨识的耦合算法研究

针对工程复杂性、时变性、非线性的特点,提出了基于混沌免疫粒子群算法(CIPSO)与El-man神经网络的耦合算法(CIPSD-ENN),用于非线性动态模型参数辨识.CIPSO优化算法将人工免疫系统中的克隆选择和混沌优化机制引入粒子群算法,在粒子群种群进化过程中,该算法对粒子进行克隆选择,提高其收敛速度,对克隆后的粒子混沌变异以增强种群局部搜索能力.最后,CIPSO与动态反馈型Elman神经网络融合,对其权值、阈值寻优,建立了基于CIPSO和ENN的耦合算法系统辨识模型.实验结果表明,算法具有收敛速度快、收敛精度高、鲁棒性强的特点,与单纯Elman网络辨识相比,模型收敛速度提高了10倍,拟合精度提高了2个数量级.     

差分进化算法在气动力参数辨识中的应用

差分进化算法是一种新兴的优化算法,与最小二乘法等梯度类算法相比,它能够进行全局寻优且对初值不敏感,具有广泛的应用前景.建立某型飞机刚体运动的6自由度非线性动力学模型,在叠加一定比例白噪声的情况下获得其仿真数据,使用差分进化算法辨识出该型飞机的纵向运动气动力参数,辨识结果与真实值较为吻合,证明该算法是可行的.多组试验表明:对于该型飞机的动力学模型和仿真数据,使用差分进化算法的辨识结果与使用最小二乘法、普通粒子群算法的辨识结果相比,具有更高的精度和更强的鲁棒性.     

基于改进的粒子群优化算法的轮胎参数辨识

轮胎是汽车的重要组成部分,其特性分析是研究汽车动力学的基础,其模型的精度直接影响整车模型仿真的精度,多采用粒子群优化算法对轮胎参数进行辨识.参考自然界生物进化现象,在基本粒子群算法的基础上提出带变异阀值的多种群粒子群算法.该算法采用多个种群同时进化以保证粒子群的多样性,同时可改善全局收敛的可靠性,采用变异阀值可避免优化算法陷于局部收敛现象的发生.将该方法应用于轮胎参数辨识,并与其他优化算法辨识结果进行比较,该方法结果能够更好地与实验数据吻合,证明该方法辨识精度高,在轮胎参数辨识中有较好的应用性.     

基于粒子群和人工蜂群算法的混合优化算法

提出一种基于粒子群(PSO)和人工蜂群算法(ABC)相结合的新型混合优化算法—PSOABC。该算法基于一种双种群进化策略,一个种群中的个体由粒子群算法进化而来,另一种群的个体由人工蜂群算法进化而来,并且在人工蜂群算法中按轮盘赌的方式选择个体进化所需的随机个体。此外,算法采用一种信息分享机制,使两个种群中的个体可以实现协同进化。对4个基准函数进行仿真实验并与ABC进行比较,表明本文提出的算法能有效地改善寻优性能,增强摆脱局部极值的能力。     

基于支持向量机和粒子群算法的励磁系统频域辨识

针对励磁系统参数实测及建模问题,提出了采用支持向量机和粒子群算法进行励磁系统参数频域辨识的方法.先用支持向量机方法来提取特征样本,然后采用粒子群算法和这些少量的特征样本对励磁系统进行参数辨识.用支持向量机筛选出的特征样本一方面可以减少粒子群算法的计算时间,另一方面还可以提高模型的辨识精度.实际算例表明粒子群算法用于频域辨识时实现过程简单,对简单模型和复杂模型都可以得到较好的辨识效果.     

基于粒子群-模糊PID的织网机主动穿线板多电机协同控制

针对织网机主动穿线板多伺服电机协同控制问题,以3台电机为被控对象,将粒子群算法与模糊PID(proportion integration differentiation)控制相结合,设计基于粒子群算法的模糊PID控制器,粒子群算法优化控制系统的初始参数,结合模糊PID完成对多伺服电机协同控制系统的动态调整.为保证系统的...     

一种协同进化布谷鸟搜索算法

为提高布谷鸟搜索算法的收敛速度和求精能力,在研究现代智能算法和启发式方法的基础上,提出协同进化布谷鸟搜索算法.分析Lévy Flight飞行搜索机制,将传统布谷鸟算法与粒子群算法相结合,提出基于粒子群算法的协同进化布谷鸟搜索算法.通过对典型非线性测试函数进行仿真测试,分析实验数据和收敛曲线,验证该算法的有效性和可行性.     

一种改进的混沌粒子群优化混合算法

提出了一种改进的混沌粒子群优化混合算法.该算法利用信息交换机制将两组种群分别用差分进化算法和粒子群算法进行协同进化,并且将混沌变异操作引入其中,加强算法的局部搜索能力.通过对3个标准函数进行测试,仿真结果表明该算法与差分进化粒子群优化（DEPSO）算法相比,全局搜索能力和抗早熟收敛性能大大提高.     

基于二阶灵敏度的电力负荷参数辨识方法

利用牛顿法收敛性强的优点,将一阶灵敏度和二阶灵敏度引入牛顿法,得到基于二阶灵敏度的牛顿参数辨识法,并将其应用于电力负荷参数辨识。采用仿真算例将该方法与粒子群算法的参数辨识结果进行对比验证,结果表明牛顿参数辨识法的辨识精度高、辨识计算量小、辨识鲁棒性好。     

系统辨识的粒子群优化方法

研究了一种基于粒子群优化算法对系统进行辨识的新方法.该方法的基本思想是将典型数学模型相互组合而构成系统模型,即首先将系统结构辨识问题转化为组合优化问题,然后利用粒子群优化算法同时实现系统的结构辨识与参数辨识.为了进一步提高粒子群优化算法的辨识性能,提出了一种改进的粒子群优化算法.仿真结果表明,给出的辨识算法是合理的,虽然扰动对算法的性能以及辨识结果有一定的影响,但利用文中所提出的改进粒子群优化算法仍然可以理想地辨识出系统的结构以及模型的参数,且与已有辨识算法相比更加有效.     

新型蝙蝠算法辨识船舶运动模型参数

为准确、有效辨识出船舶运动模型的参数,以构建精确的船舶运动模型,将群智能优化算法中新型蝙蝠算法引入船舶运动模型的参数辨识。将船舶运动模型参数辨识问题转化为一个多维变量函数优化问题,分析了新型蝙蝠算法求解船舶运动模型参数辨识的适应性;给出了采用新型蝙蝠算法进行船舶运动模型参数辨识的流程。基于实船实验数据,采用新型蝙蝠算法辨识了实船一阶线型响应型模型参数。实例显示,将船舶运动模型参数辨识问题转化成优化问题,通过新型蝙蝠算法对构建的误差准则目标函数的优化,能够快速找到使得目的函数最优的一组变量,该变量即为辨识得到的模型参数。研究表明,提出的技术路线简明且适用,是一种有效的计算机辅助船舶运动模型参数离线辨识方案。     

支持向量机参数选择中加速混沌搜索策略及其应用

为解决支持向量机(SVM)参数选择问题,采用Cheby-shev映射、改变优化搜索公式和增加3次载波,提出一种改进的加速混沌优化算法(ISCOA).应用人工数据集和实际数据集进行论证,并与常规的交叉验证法(CV)进行比较.结果证明了该改进算法在支持向量机参数选择中的有效性和实用性.     

基于多新息限定记忆的永磁同步电机参数辨识

在永磁同步电机伺服控制系统中,为了抑制由电机参数变化导致的控制精度下降,引入了电机参数辨识修正调节器参数.为了增强辨识系统的抗干扰能力,提出将多新息方法与限定记忆最小二乘法相结合,增加单步递推数据量,对电机参数进行辨识.通过采集电机运行下的电压、电流及转速信号,对电机定子电阻、交直轴电感、转子磁链参数进行同时在线辨识.通过仿真及实验验证,多新息限定记忆最小二乘法辨识收敛速度快,能有效减小辨识结果的稳态误差且鲁棒性强.     

桥梁节段模型系统矩阵自由振动识别的一种算法

为提高桥梁节段模型参数的识别精度,研究了利用节段模型风洞试验的自由振动信号直接识别系统矩阵的时域法。在可识别性研究的基础上,给出了最小二乘一次完成算法、倒置时序算法,考虑到系统噪声和过程噪声的影响,提出了分段扩阶最小二乘迭代算法（SEO-ILS法）。SEO-ILS法能直接识别出系统矩阵。同时可得到复模态和实模态参数。仿真计算和节段模型风洞试验表明,文中方法有效可行。     

自动接头机控制系统的研究与开发

为实现脉冲信号的实时采集与处理和时间的精确控制,设计了一种采用32位嵌入式微处理器MCF5235和嵌入式实时操作系统VxWorks的自动接头机控制系统.针对该系统对实时性和动态性的要求,提出一种基于遗传算法整定的PID控制方法,Matlab仿真结果证明,该控制器较常规PID控制器,具有更好的控制特性和更强的适应性、鲁棒性和抗干扰能力.将此方法应用于自动接头控制系统的多电机协调控制,系统稳定性好、收敛速度快,具有很好的实用价值.     

一种系统在线辨识算法的改进研究

研究了线性单输入单输出系统在线辨识的递推算法．为确保复杂的智能控制有更充裕的时间，在保证辨识精度的情况下，提出了减少参数辨识运算量的变步长递推算法．传统的递推最小二乘法采用的方式是每获得一组新观测数据就修正一次参数估计值，而变步长递推算法增加了改变每次修正参数估计值前获得新观测数据的组数，合并了一些重复的运算．对该算法进行了推导，并给出了参数误差的差分方程，在理论上证明了算法的收敛性．仿真和实验表明，该算法的运算量有明显减少，而收敛速度和辨识精度几乎没降低．     

遗传算法与传统优化方法应用于电力负荷建模的比较研究

将遗传算法应用于电力系统综合负荷建模．以三阶感应电动机为综合负荷模型,以待辨识参数为未知向量,以系统实测与模型响应误差平方和为目标函数;以随机初始种群为基础进行交叉一变异一选择运算并产生下一代种群;通过若干代进化即可获得具有足够精度的辨识结果．通过实验数据将遗传算法与传统模式搜索算法的建模结果比较,表明遗传算法所得模型的描述精度比模式搜索法高10倍,其模型参数呈现很好的稳健性,从而有效地克服了传统优化方法的模型参数分散性。     

线性系统实时辨识在微型计算机上的实现

实现最优控制必须研究控制对象的数学模型.对于定常系统,可以用离线系统辨识方法.如果对象数学模型为时变,就需要实时系统辨识.本文假定对象数学模型的微分方程形式已知,需要通过系统辨识确定其方程的系数,并能追踪参数的变化.这类问题称为灰箱问题.实际遇到的大多数工程系统及工业过程都属于此类问题.系统辨识的理论已相当成熟.本文着重讨论如何在微型计算机有限的资源条件下实现.选择的辨识对象为本校研制的碳纤维热分析仪试样加热电炉及其功率放大器(作为一个系统来进行辨识). 问题之关键在于系统辨识算法的选择.算法决定了系统辨识实现的开销以及辨识的可靠性.经过仿真与系统辨识实验比较,并验证了系统辨识的算法以及起步方式、参数选择、激励信号之产生等实际问题.结论为:对于线性系统实时辨识应用递归算法的最小二乘法比较简易可靠.可以在微型机或单板机上实现.     

基于单神经元神经网络的无刷直流电机控制系统仿真

无刷直流电机是一种多变量、非线性、参数时变以及强耦合的复杂系统,利用传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)算法控制无刷直流电机存在参数调整困难、自适应能力差、控制精度低以及抗干扰能力弱等问题.为实现无刷直流电机的高精度控制,在转速环中引入了基于单神经元神经网络PID控制算法,研究了无刷直流电机的数学模型及运行特性,提出了单神经元神经网络PID算法,最后比较分析了在电机双闭环控制系统中转速环采用不同控制算法下的转速阶跃函数响应,以及三相电流、反电动势和电磁转矩的运行状态.结果表明:单神经元神经网络PID算法控制下的无刷直流电机其转速的阶跃函数响应具有更快的上升时间、更小的超调量以及更加稳定的运行状态.     

直线振荡电机支持向量机非参数建模

为了寻找反映直线振荡电机参数与性能输入输出传递关系的快速计算模型,利用有限元分析法,建立了直线振荡电机非参数建模的基本数据计算模型,根据基本数据计算模型,引入支持向量机（Support Vector Machines,SVM）非参数回归建模方法,建立了用于直线振荡电机参数与性能之间输入输出传递关系的SVM计算模型,为电机参数优化过程提供了方便快捷的在线计算方法。通过SVM模型和有限元模型输出推力的比较,验证了直线振荡电机支持向量机非参数建模的可行性。