吉林大学学报(工学版)

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基于免疫粒子群优化的一种动态递归神经网络辨识与控制非线性系统

葛宏伟1,李小琳2,梁艳春3,何湘东4   

  1. 1.大连理工大学 电子与信息工程学院,辽宁 大连 116024;2.南京大学 商学院,南京 210093;3.吉林大学 计算机科学与技术学院,长春 130012;4.中兴通讯南京研究所,南京 210012
  • 收稿日期:2007-03-21 修回日期:2007-08-06 出版日期:2008-07-01 发布日期:2008-07-01
  • 通讯作者: 李小琳

Immune PSO-based dynamic recurrent neural network for identifying and controlling nonlinear systems

GE Hong-wei1,LI Xiao-lin2,LIANG Yan-chun3,HE Xiang-dong4   

  1. 1.College of Electronic and Information Engineering,Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2.School of Business, Nanjing University, Nanjing 210093, China; 3.College of Computer Science and Technology, Jilin University, Changchun 130012, China; 4.ZTE Corporation R&D Nanjing, Nanjing 210012, China
  • Received:2007-03-21 Revised:2007-08-06 Online:2008-07-01 Published:2008-07-01
  • Contact: LI Xiao-lin

摘要: 提出了一种采用免疫粒子群优化算法对动态递归神经网络进行训练的方法,实现了对Elman网络的结构、权重、结构单元的初始输入和自反馈增益因子等参数的同时进化训练。 进而针对非线性系统分别提出了相应的辨识与控制算法,并设计出了相应的辨识器和控制器。最后以超声马达为对象进行了仿真,结果表明:基于所提出的算法而设计的辨识器和控制器在辨识和控制过程中不仅都能取得很高的收敛精度和速度,而且对于随机扰动有较强的鲁棒性,从而为非线性系统的辨识和控制提供了一条新的途径。

关键词: 人工智能, 控制理论, 动态递归神经网络, 粒子群优化, 免疫系统, 超声马达

Abstract: A learning algorithm for dynamic recurrent Elman neural networks was presented, which is based on an immune particle swarm optimization (PSO). The algorithm computed concurrently the evolution of network structure, weight, initial inputs of the context units and the self-feedback coefficient of the modified Elman network. Thereafter, a novel control method based on the proposed algorithm was introduced and discussed. More specifically, a dynamic identifier was constructed to perform speed identification, and a controller was designed to perform speed control for Ultrasonic Motors (USM). Numerical experiments show that the identifier and the controller based on the proposed algorithm can both achieve higher convergence precision and convergence rate than those based on other state-of-the-art algorithms. In particular, the experiments show that the identifier can approximate the USM's nonlinear inputoutput mapping accurately. The effectiveness of the controller is verified using constant speed, step and sinusoidal changing speeds.

Key words: artificial intelligence, control theory, dynamic recurrent neural network, particle swarm optimization, immune system, ultrasonic motor

中图分类号: 

  • TP18
[1] 赵东,孙明玉,朱金龙,于繁华,刘光洁,陈慧灵. 结合粒子群和单纯形的改进飞蛾优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1867-1872.
[2] 董飒, 刘大有, 欧阳若川, 朱允刚, 李丽娜. 引入二阶马尔可夫假设的逻辑回归异质性网络分类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1571-1577.
[3] 顾海军, 田雅倩, 崔莹. 基于行为语言的智能交互代理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1578-1585.
[4] 刘元宁, 刘帅, 朱晓冬, 陈一浩, 郑少阁, 沈椿壮. 基于高斯拉普拉斯算子与自适应优化伽柏滤波的虹膜识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1606-1613.
[5] 王旭, 欧阳继红, 陈桂芬. 基于垂直维序列动态时间规整方法的图相似度度量[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1199-1205.
[6] 张浩, 占萌苹, 郭刘香, 李誌, 刘元宁, 张春鹤, 常浩武, 王志强. 基于高通量数据的人体外源性植物miRNA跨界调控建模[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1206-1213.
[7] 黄辉, 冯西安, 魏燕, 许驰, 陈慧灵. 基于增强核极限学习机的专业选择智能系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1224-1230.
[8] 黄岚, 纪林影, 姚刚, 翟睿峰, 白天. 面向误诊提示的疾病-症状语义网构建[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 859-865.
[9] 李雄飞, 冯婷婷, 骆实, 张小利. 基于递归神经网络的自动作曲算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 866-873.
[10] 刘杰, 张平, 高万夫. 基于条件相关的特征选择方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 874-881.
[11] 王旭, 欧阳继红, 陈桂芬. 基于多重序列所有公共子序列的启发式算法度量多图的相似度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 526-532.
[12] 杨欣, 夏斯军, 刘冬雪, 费树岷, 胡银记. 跟踪-学习-检测框架下改进加速梯度的目标跟踪[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 533-538.
[13] 刘雪娟, 袁家斌, 许娟, 段博佳. 量子k-means算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 539-544.
[14] 曲慧雁, 赵伟, 秦爱红. 基于优化算子的快速碰撞检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1598-1603.
[15] 李嘉菲, 孙小玉. 基于谱分解的不确定数据聚类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1604-1611.
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