環(huán)境試驗設備系統(tǒng)的辨識器是改進了的Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡,它用來動態(tài)的辨識被控對象的正向模型,為控制器提供誤差及其梯度信息。由于Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡屬于局部反饋網(wǎng)絡,其本質是動態(tài)的神經(jīng)網(wǎng)絡,所以可以隨被控對象模型的變化而變化,最終收斂到穩(wěn)定點,而不是被控對象模型靜態(tài)關系的描述。
通過對被控對象動態(tài)辨識,我們可以根據(jù)辨識的結果構造一步預測控制器,使得系統(tǒng)得到更好的動態(tài)品質。系統(tǒng)的控制器是一個增強型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡。因此,系統(tǒng)的本質仍然是模糊控制。不過,運用神經(jīng)網(wǎng)絡來表達模糊推理從而構成的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡具有單純模糊控制不可比擬的優(yōu)勢。因為,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡所表達的模糊推理蘊涵在神經(jīng)網(wǎng)絡權值中,網(wǎng)絡通過自學習不斷調整權值的同時也就達到了優(yōu)化模糊規(guī)則和專家控制經(jīng)的目的,最終得到全局收斂控制信號,實現(xiàn)全局較優(yōu)控制。從系統(tǒng)辨識角度上看,由于有了神經(jīng)網(wǎng)絡對未知結構的非線性系統(tǒng)參數(shù)進行辨識,放松了以往傳統(tǒng)辨識方法中要求系統(tǒng)線性、定常、結構已知的限制條件。

從控制角度上看,采用神經(jīng)網(wǎng)絡在線實時辨識與另一個神經(jīng)網(wǎng)絡控制器共同作用的方式,構成一種間接神經(jīng)網(wǎng)絡控制結構這種結構相當于一種內??刂?。從理論上說,如果存在一個收斂的神經(jīng)網(wǎng)絡辨識權值WI 和神經(jīng)網(wǎng)絡控制器權值WC,能夠保證系統(tǒng)均方差收斂或L2 收斂,那么當辨識網(wǎng)絡收斂到WI,控制器網(wǎng)絡收斂到WC 時,系統(tǒng)控制收斂。
但在實際工程中,這僅僅是控制系統(tǒng)收斂的一個充分條件而非必要條件。實際情況是,當系統(tǒng)控制收斂時,辨識網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡權值收斂,但并非惟一。因為收斂結果與網(wǎng)絡初始權值的選擇,控制信號的形式息息相關。這一點與傳統(tǒng)辨識意義上的參數(shù)惟一收斂不同。我們知道,控制的目的是保證系統(tǒng)輸出收斂,而非辨識網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡權值收斂。只是后者能夠保證控制系統(tǒng)收斂到一個較好的程度,且可能具有較強的泛化能力。
此外,實際控制系統(tǒng)輸出收斂的要求也好似因控制對象而異,只要滿足一定條件即可,一味追求零誤差既不現(xiàn)實也沒有必要。在工程上,神經(jīng)網(wǎng)絡在線辨識由于受到采樣時間的限制,辨識網(wǎng)絡很難在一個采樣周期內產生收斂。通常解決辦法是選擇合適的網(wǎng)絡和學習算法,保證系統(tǒng)辨識沿時間軸收斂,即在每個采樣周期內,給定循環(huán)訓練次數(shù),使網(wǎng)絡逐步向收斂狀態(tài)逼近。雖然此時根據(jù)可能還未收斂的辨識網(wǎng)絡求得的控制量不能保證系統(tǒng)“立即”達到期望軌跡,但理論上只要辨識最終收斂,控制也會最終收斂。
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