一种基于最小二乘支持向量机的预测控制算法

针对工业过程中普遍存在的非线性被控对象，提出一种基于最小二乘支持向量机建模的预测控制算法．首先，用具有RBF核函数的LS-SVM离线建立被控对象的非线性模型；然后，在系统运行过程中，将离线模型在每一个采样周期关于当前采样点进行线性化，并用广义预测算法实现对被控系统的预测控制．仿真结果表明了该算法的有效性和优越性．     

基于最小二乘支持向量机的非线性广义预测控制

通过中值定理将一类非线性系统近似为时变线性系统,然后将提出的在线最小二乘支持向量机回归(OLS-SVMR)与广义预测控制相结合,提出了一种基于OLS-SVMR的自适应直接广义预测控制.利用OLS-SVMR直接设计预测控制器,并基于广义误差估计对控制器参数和广义误差估计中的未知向量进行自适应调整.理论证明了该方法可使广义误差估计值收敛到原点的一个小邻域内.仿真算例也验证了该方法的有效性.

     

基于粒子群优化的非线性系统最小二乘支持向量机预测控制方法

对于非线性系统预测控制问题, 本文提出了一种基于模型学习和粒子群优化(PSO)的单步预测控制算法.该方法使用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立非线性系统模型并预测系统的输出值, 通过输出反馈和偏差校正减少预测误差, 由PSO滚动优化获得非线性系统的控制量. 该方法能在非线性系统数学模型未知的情况下设计出有效的预测控制器. 通过对单变量多变量非线性系统进行仿真, 证明了该预测控制方法是有效的, 且具有良好的自适应能力和鲁棒性.     

一类非线性系统基于最小二乘支持向量机的直接自适应控制

提出一类非线性系统基于最小二乘支持向量机的直接自适应控制方法.该方法采用最小二乘支持向量机构造自适应控制器,自适应控制器参数的在线调整规律由Lyapunov稳定性理论导出,并严格证明了闭环系统的渐近稳定性.仿真研究表明了此控制方案的可行性和有效性.     

基于最小二乘支持向量机的双模控制

提出一种保证闭环系统稳定性的双模控制:采用预测控制将状态驱动到终端约束域,再利用局部线性控制将状态驱动到原点.在分析一类基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的预测控制的基础上,在常规的性能指标后附加了一个终端约束,并利用李亚普诺夫方法推导了确保闭环系统稳定性的4个充分条件.在此基础上,推导了基于最小二乘支持向量机的双模控制算法.仿真结果显示了算法的优越性.     

基于最小二乘支持向量机的非线性均衡

从支持向量机(SupportVectorMachine,SVM)学习理论出发,介绍了最小二乘支持向量机(LeastSquaresSupportVectorMachine,LS-SVM)的原理[1],并详细描述了使用共轭梯度(ConjugateGradient,CG)算法来实现LS-SVM。结合通信中常见的非线性均衡问题,讨论了在信道呈现非线性,色噪声干扰情况下,使用LS-SVM实现均衡任务,通过同最优贝叶斯均衡器性能的比较,证明了LS-SVM处理非线性均衡问题的有效性。在实际数字通信中,接收端可以在不知道信道状态的前提下,通过接收训练序列并对其进行学习,确定均衡器模型参数,从而对未知的发送信号进行预测。     

基于最小二乘支持向量机和混沌优化的非线性预测控制

针对非线性多入多出（MIMO）系统,提出一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）和混沌优化的预测 控制策略．预测模型是预测控制的三要素之一．本文给出了基于混沌优化的Chaos-LSSVM 算法,在可行域内反复搜 索,从而得到最优的LSSVM 算法参数,以及最优的LSSVM 模型．在线优化是另一个要素．提出了基于变尺度混沌 优化的MSC-MPC（变尺度混沌－模型预测控制）算法,可根据控制误差的大小,决定是否缩小搜索范围,从而迅速 收敛到最优解．该算法计算简单,容易实现,避免了同类方法复杂的求导、求逆运算．仿真结果显示：Chaos-LSSVM 算法和MSC-MPC 算法分别具有良好的建模、控制性能．     

最小二乘双支持向量回归机

提出了一个最小二乘双支持向量回归机,它是在双支持向量回归机基础之上建立的,打破了标准支持向量回归机利用两条平行超平面构造ε带的思想。事实上,它是利用两条不一定平行的超平面构造ε带,每条超平面确定一个半ε-带,从而得到最终的回归函数,这使该回归函数更符合数据本身的分布情况,回归算法有更好的推广能力。另外,最小二乘双支持向量机只需求解两个较小规模的线性方程组就能得到最后的回归函数,其计算复杂度相对较低。数值实验也表明该回归算法在推广能力和计算效率上有一定的优势。     

基于最小二乘支持向量机的热电偶非线性辨识研究

热电偶的电动势和温度之间的函数关系是一种非线性关系。对热电偶进行精确的非线性辨识是提高温度测试精度的关键。采用最小二乘支持向量机方法解决热电偶的非线性辨识问题,可以实现热电偶电动势和温度之间的高精度辨识。该方法采用LS-SVM构建逆模型,并通过该模型映射热电偶的非线性特性。通过K型热电偶的非线性辨识实验结果表明:所提出的LS-SVM模型能很好地拟合热电偶的非线性特征,辨识精度高,误差在0.3℃以内。     

基于最小二乘支持向量机的预测控制

最小二乘支持向量机（LS—SVM）方法克服了经典二次规划方法求解支持向量机的维数灾问题。适合于大样本的学习。提出一种新的基于LS—SVM模型的预测控制结构,对一典型非线性系统-连续搅拌槽反应器（CSTR）的仿真表明,该控制方案表现出优良的控制品质并能适应被控对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

Enlarging the terminal region of nonlinear model predictive control using the support vector machine method

In this paper, receding horizon model predictive control (RHMPC) of nonlinear systems subject to input and state constraints is considered. We propose to estimate the terminal region and the terminal cost off-line using support vector machine learning. The proposed approach exploits the freedom in the choices of the terminal region and terminal cost needed for asymptotic stability. The resulting terminal regions are large and, hence provide for large domains of attraction of the RHMPC. The promise of the method is demonstrated with two examples.     

基于柯西分布加权的最小二乘支持向量机

针对Suykens等提出的加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)回归建模的不足和防止辨识模型的"过拟合",利用柯西分布函数的一些特性,提出了基于柯西分布加权的最小二乘支持向量机,根据预测误差的统计特性,以确定加权规则的参数,从而赋予训练样本不同的权值,由于考虑了生产过程中样本的实际特性,与已有的加权方法相比,新的加权最小二乘支持向量机更具有鲁棒性,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性.     

未知参数多变量线性系统自适应模糊广义预测控制

对未知参数多变量线性系统提出了自适应模糊广义预测控制方法.该方法直接用模糊逻辑系统组成的向量设计广义预测控制器,并基于广义误差向量估计值对控制器中的未知向量和广义误差估计值中的未知矩阵进行白适应调整.该方法不但能保证闭环系统所有信号有界,而且可使广义误差向量收敛到原点的一个邻域内.     

基于并行支持向量机的多变量非线性模型预测控制

提出一种基于并行支持向量机的多变量系统非线性模型预测控制算法．首先,通过考虑输入、输出间的耦合,建立基于并行支持向量机的多步预测模型;然后,将该模型用于非线性预测控制,提出新的适用于并行预测模型的反馈校正策略,得到最优控制律．连续搅拌槽式反应器（CSTR）的控制仿真结果表明,该算法的性能优于基于并行神经网络的非线性模型预测控制和基于集成模型的非线性模型预测控制．     

基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制

针对工业控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,采用最小二乘支持向量机回归方法构造非线性函数,运用状态子空间（N4SID）模型辨识方法辨识非线性状态空间模型.在此基础上建立非线性预测控制器,利用拟牛顿算法进行非线性预测控制律的求解,从而实现了一种新的基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制算法.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性.     

参数未知线性系统的直接自适应模糊广义预测控制

将自适应模糊逻辑系统引入广义预测控制，对参数未知线性系统提出一种直接自适应模糊广义预测控制方法。该方法直接利用模糊逻辑系统设计广义预测控制器，并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整。证明了该方法不仅能保证闭环系统输入输出有界，而且可使广义误差收敛到原点的一个小领域内。     

基于支持向量机的非线性内模解耦控制

针对非线性内模控制在应用于多变量系统时逆模型难以建立的问题, 提出了支持向量机α阶逆系统的内模解耦控制方法. 该方法利用支持向量机辨识非线性系统的逆模型, 并将其串连在原系统之前, 运用逆系统方法的思想, 将一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统通过反馈线性化解耦成多个相互独立的单输入单输出的伪线性复合子系统. 对求得的伪线性系统采用内模控制方法进行控制. 仿真试验表明该方法不需要系统精确的数学模型, 较一般的逆系统方法鲁棒稳定性好, 设计简单, 跟踪精度高, 是解决多变量非线性系统控制的一种可行的理论方法.     

基于LS_SVM的不确定系统神经滑模控制方法研究

针对一类参数大范围变化的不确定系统,提出一种基于分类转换策略的神经滑模控制方法．按小偏差原理对系统模型进行划分,利用结合主成分分析的最小二乘支持向量机进行分类训练,并分别设计基于径向基函数神经网络在线调整切换项增益的滑模控制器,在线时利用分类器按系统数据自动选择相应的控制器．同时,引入结合混沌机制的量子粒子群算法,并将其用于控制器近似最佳切换函数的构造．仿真结果表明,系统具有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性,有效地降低了抖振．     

Nonlinear system PID-type multi-step predictive control

A compound neural network was constructed during the process of identification and multi-step prediction. Under the PID-type long-range predictive cost function, the control signal was calculated based on gradient algorithm. The nonlinear controller‘ s structure was similar to the conventional PID controller. The parameters of this controller were tuned by using a local recurrent neural network on-line. The controller has a better effect than the conventional PID controller. Sinmlation study shows the effectiveness and good performance.     

基于在线支持向量机的非线性内模控制

为了提高传统内模控制的鲁棒性和抗干扰能力,采用在线支持向量机回归（Online Support Vector Machine Regression,OSVMR ）理论建立系统的正向模型和设计逆模控制器。首先简要介绍了OSVMR的原理和算法,然后将其应用于内模控制问题,并建立了OSVMR模型。其次,在控制过程可逆的条件下设计了OSVMR控制器,最后将该控制方法应用于可逆非线性系统和具未知干扰的温室环境控制问题,仿真结果表明该方法与RBF神经网络IMC相比,具有较简单的模型和较好的控制性能。