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Ant colony optimization algorithm and its application to Neuro-Fuzzy controller design 被引量:11
1
作者 Zhao Baojiang Li Shiyong 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2007年第3期603-610,共8页
An adaptive ant colony algorithm is proposed based on dynamically adjusting the strategy of updating trail information. The algorithm can keep good balance between accelerating convergence and averting precocity and s... An adaptive ant colony algorithm is proposed based on dynamically adjusting the strategy of updating trail information. The algorithm can keep good balance between accelerating convergence and averting precocity and stagnation. The results of function optimization show that the algorithm has good searching ability and high convergence speed. The algorithm is employed to design a neuro-fuzzy controller for real-time control of an inverted pendulum. In order to avoid the combinatorial explosion of fuzzy rules due tσ multivariable inputs, a state variable synthesis scheme is employed to reduce the number of fuzzy rules greatly. The simulation results show that the designed controller can control the inverted pendulum successfully. 展开更多
关键词 neuro-fuzzy controller ant colony algorithm function optimization genetic algorithm inverted pen-dulum system.
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基于遗传模糊PID算法的倒立摆稳摆抑噪抗扰实验与分析
2
作者 周浩 董理 詹明锟 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期98-106,共9页
倒立摆稳摆控制原理应用的实际工程需求牵引,使倒立摆成为检验各类控制算法的理想替代实验研究平台。因此,将倒立摆摆杆的姿态稳定控制和抑噪抗扰作为研究内容,以理论分析、编程实现、仿真实验和实物实验验证作为研究手段,聚焦控制器设... 倒立摆稳摆控制原理应用的实际工程需求牵引,使倒立摆成为检验各类控制算法的理想替代实验研究平台。因此,将倒立摆摆杆的姿态稳定控制和抑噪抗扰作为研究内容,以理论分析、编程实现、仿真实验和实物实验验证作为研究手段,聚焦控制器设计的优化。首先,引入模糊控制对PID参数调节进行优化,改固定参数调节为在线参数调节,旨在提高系统的鲁棒性与抗扰性;然后,运用遗传算法的量化因子和比例因子完成调节参数的在线寻优,通过设计适应度函数和选择算子,经过选择、交叉、变异不断演化迭代,最终获取最佳适应度个体、找到最优解,通过仿真验证遗传模糊PID算法突出的抑噪抗扰优势;最后,基于该控制策略进行倒立摆实物实验,验证了其指令跟踪有效性的结论。该研究表明:遗传模糊PID算法具有良好的指令跟踪和抑噪抗扰性能,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 倒立摆 模糊控制 遗传算法 抑噪抗扰
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多种群遗传算法的倒立摆LQR控制器设计 被引量:16
3
作者 谌海云 杜振华 +1 位作者 邹宁波 石明江 《控制工程》 CSCD 北大核心 2014年第3期391-394,共4页
针对传统遗传算法在设计倒立摆LQR控制器时,算法会因个别超常个体或群体较快趋于单一化而导致不能得到满意控制参数的问题,利用Sheffield遗传工具箱,设计了多种群遗传算法。算法的开始引入了多个种群同时进行优化搜索,不同的种群采用不... 针对传统遗传算法在设计倒立摆LQR控制器时,算法会因个别超常个体或群体较快趋于单一化而导致不能得到满意控制参数的问题,利用Sheffield遗传工具箱,设计了多种群遗传算法。算法的开始引入了多个种群同时进行优化搜索,不同的种群采用不同的交叉概率和变异概率,种群之间采用移民算子建立联系,各种群产生的最优个体通过精华种群实现留优。在Simulink环境下建立模型并计算性能指标,Simulink环境下的输出值作为多种群遗传算法的目标函数值。仿真结果表明,在存在建模误差的情况下,本算法稳定性好、遗传代数小,有效地避免了早熟,更为适合复杂问题的优化。 展开更多
关键词 LQR控制器 多种群遗传算法 倒立摆
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分层模糊控制在两轮移动式倒立摆中的应用 被引量:7
4
作者 丁学明 张培仁 +1 位作者 杨兴明 徐勇明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期372-375,共4页
为解决模糊多变量控制中规则数随系统变量数呈指数增长的问题,针对两轮移动式倒立摆运动的特点,提出了一种分层模糊控制器的设计方法,不仅减少模糊规则数而且使模糊控制逻辑变得清晰明了,其中控制参数采用遗传算法整定。仿真结果证实了... 为解决模糊多变量控制中规则数随系统变量数呈指数增长的问题,针对两轮移动式倒立摆运动的特点,提出了一种分层模糊控制器的设计方法,不仅减少模糊规则数而且使模糊控制逻辑变得清晰明了,其中控制参数采用遗传算法整定。仿真结果证实了该方法的控制效果好,系统跟踪速度快。 展开更多
关键词 移动式倒立摆 分层模糊控制 遗传算法
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基于遗传算法的倒立摆系统模糊九点控制器参数优化 被引量:8
5
作者 祁虔 罗婷 +3 位作者 刘枫 唐永川 文树理 杨阳 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期191-200,共10页
利用改进的遗传算法,对模糊九点控制器的参数进行优化,以优化的参数为基准,对其微调后在一级倒立摆上进行实时控制.实验表明优化后的参数能够使摆杆快速稳定,小车震荡幅值小,系统的控制效果好.
关键词 倒立摆 九点控制器 遗传算法
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基于遗传算法的模糊智能变频空调仿真系统的研究 被引量:14
6
作者 郭旭红 芮延年 李军涛 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1237-1240,1243,共5页
利用Matlab软件对基于遗传算法模糊智能空调系统进行了仿真设计。设计了模糊子系统和遗传算法子系统的仿真系统,以舒适度为目标函数,利用遗传算法对模糊智能变频空调的控制规则及隶属度函数进行了仿真寻优。并利用寻优获得的隶属函数和... 利用Matlab软件对基于遗传算法模糊智能空调系统进行了仿真设计。设计了模糊子系统和遗传算法子系统的仿真系统,以舒适度为目标函数,利用遗传算法对模糊智能变频空调的控制规则及隶属度函数进行了仿真寻优。并利用寻优获得的隶属函数和控制规则与PID算法、常规模糊控制算法控制同一被控对象的响应结果进行了对比分析。 展开更多
关键词 变频空调 遗传算法 模糊控制 计算机仿真
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基于模糊神经网络的倒立摆控制系统 被引量:5
7
作者 项湜伍 陈元春 刘新铭 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2006年第10期68-70,共3页
在分析模糊控制、神经网络控制的基础上,根据倒立摆的特点,提出了模糊神经网络的控制结构。使用了遗传算法和BP算法相结合的方式来优化模糊神经网络,并以固高公司的倒立摆做实验,对实验结果进行了深入的研究和分析。
关键词 模糊控制 神经网络控制 模糊神经网络倒立摆 遗传算法 BP算法
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基于混合遗传算法的力矩受限圆轨二级倒立摆摆起控制 被引量:6
8
作者 么健石 曾鹏鑫 徐心和 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期615-618,共4页
为了实现力矩受限时圆轨二级倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种新的开环优化控制策略.该策略通过在规定的时间内向系统施加一前馈控制序列,使上、下摆杆从自然悬垂位置摆到倒立点位置并使速度为零.为了获得最优摆起控制序列,采用... 为了实现力矩受限时圆轨二级倒立摆非线性系统的摆起控制,提出了一种新的开环优化控制策略.该策略通过在规定的时间内向系统施加一前馈控制序列,使上、下摆杆从自然悬垂位置摆到倒立点位置并使速度为零.为了获得最优摆起控制序列,采用混合遗传算法进行优化计算,通过编码操作解决控制力矩受限问题.仿真实验证明,该策略是有效和可行的,并为其他非线性多变量系统的控制提供了有效方法. 展开更多
关键词 圆轨二级倒立摆 摆起控制 力矩受限 混合遗传算法
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一种基于神经网络和遗传算法的拟人智能控制方法 被引量:14
9
作者 石晓荣 张明廉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第8期1835-1838,1844,共5页
提出一种基于Hopfield神经网络(HNN)和遗传算法(GA)混合策略的拟人智能控制方法。首先利用拟人智能控制得到定性控制律(线性或非线性),然后利用GA和HNN的混合优化策略实现定性控制律的定量化——首先,基于网格法产生GA的初始种群;然后,... 提出一种基于Hopfield神经网络(HNN)和遗传算法(GA)混合策略的拟人智能控制方法。首先利用拟人智能控制得到定性控制律(线性或非线性),然后利用GA和HNN的混合优化策略实现定性控制律的定量化——首先,基于网格法产生GA的初始种群;然后,基于实数编码并采用最优个体保留策略、2/4择优选择以及引入控制经验的改进GA进行全局优化;最后,为了克服GA的后期收敛速度慢和局部优化能力缺乏,利用HNN的快速优化能力进行末段搜索,最终产生全局最优解。将该方法用于二级倒立摆系统的控制,仿真和试验结果均表明该方法有效。 展开更多
关键词 HOPFIELD神经网络 遗传算法 拟人智能控制 倒立摆系统
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自适应神经模糊推理系统在倒立摆控制中的应用 被引量:7
10
作者 胡全义 黄士涛 +1 位作者 李洪洲 冯辉 《机电工程》 CAS 2007年第1期35-38,共4页
针对单级倒立摆系统具有多变量、非线性、绝对不稳定的特点,应用Matlab/Simulink设计了用于倒立摆系统的、基于自适应神经模糊推理系统的ANFIS控制器,采用反向传播算法和最小二乘算法的混合算法对倒立摆控制样本数据进行学习,调整各变... 针对单级倒立摆系统具有多变量、非线性、绝对不稳定的特点,应用Matlab/Simulink设计了用于倒立摆系统的、基于自适应神经模糊推理系统的ANFIS控制器,采用反向传播算法和最小二乘算法的混合算法对倒立摆控制样本数据进行学习,调整各变量的隶属度函数,自动产生模糊规则。仿真结果表明,ANFIS控制器对倒立摆系统的摆杆角度和小车位置的控制过程具有良好的动态性能和稳态性能。 展开更多
关键词 单级倒立摆 自适应神经模糊推理系统 ANFIS控制器 混合学习算法
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基于遗传算法的倒立摆实验系统最优控制器 被引量:5
11
作者 王青 张颖昕 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第5期22-25,共4页
针对倒立摆系统建模过程中引入的建模误差,提出了一种基于遗传算法的最优控制器设计方法。采用遗传算法优化二次型加权阵时,首先将所关注的系统时域性能指标表示为函数形式,再将遗传算法的适应度函数设计为系统参数为标称值和参数误差... 针对倒立摆系统建模过程中引入的建模误差,提出了一种基于遗传算法的最优控制器设计方法。采用遗传算法优化二次型加权阵时,首先将所关注的系统时域性能指标表示为函数形式,再将遗传算法的适应度函数设计为系统参数为标称值和参数误差达到上、下界时,时域指标函数的和。通过这一过程求得的最优控制器,平衡了系统时域性能和对建模误差的鲁棒性。仿真结果表明,控制器对标称模型的控制效果满足时域设计要求。同时,对存在建模误差的对象也能获得良好的时域响应。与其他基于遗传算法的最优控制器相比,控制器设计之初便考虑到建模误差,提高了最优控制器对建模误差的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 最优控制 遗传算法 倒立摆
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基于分段遗传算法的倒立摆摆起控制研究 被引量:3
12
作者 刘白雁 曾镛 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第5期614-617,共4页
针对倒立摆摆起这类复杂非线性系统的优化控制问题,提出了一种基于遗传算法的近似全局最优化的控制方法。在导轨长度和控制力受限的情况下,从倒立摆的物理特性出发,以摆杆进入上半平面前的最后一次角速度为零的时刻为分界时刻,将摆起过... 针对倒立摆摆起这类复杂非线性系统的优化控制问题,提出了一种基于遗传算法的近似全局最优化的控制方法。在导轨长度和控制力受限的情况下,从倒立摆的物理特性出发,以摆杆进入上半平面前的最后一次角速度为零的时刻为分界时刻,将摆起过程分成两个阶段,分别使用自适应交叉、变异算子的遗传算法搜索每个阶段的最优控制决策,实现了1.9 s内一级倒立摆的成功摆起。这种方法可以简化控制规则,优化摆起时间,并使摆杆更加平稳地进入稳摆控制。仿真和实时控制实验,说明该方法是可行的。 展开更多
关键词 倒立摆 最优控制 遗传算法 优化
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情感多主体系统的设计与实现 被引量:1
13
作者 黄国锐 曹先彬 +1 位作者 徐敏 王煦法 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2003年第7期1268-1271,共4页
多 Agent在复杂多变的环境中行为的自组织是当前人工智能研究的一个热点 .本文借鉴生物系统控制的理论 ,设计了一种多 Agent的体系结构 ,在此结构中包含有遗传、神经和内分泌控制子系统 .本文重点论述了内分泌控制子系统的作用 ,提出了... 多 Agent在复杂多变的环境中行为的自组织是当前人工智能研究的一个热点 .本文借鉴生物系统控制的理论 ,设计了一种多 Agent的体系结构 ,在此结构中包含有遗传、神经和内分泌控制子系统 .本文重点论述了内分泌控制子系统的作用 ,提出了用情感进行行为学习的新方法 .在此方法中 ,神经系统的作用是记忆和行为决策 ,其行为决策的效果通过内分泌系统进行反馈 ,从而避免了神经网络的自学习 ,使得算法具有较好的求解性能 .为了验证该算法的有效性 ,本文做了倒立摆控制的仿真实验 . 展开更多
关键词 神经网络 遗传算法 内分泌控制 情感学习 倒立摆
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基于留优遗传算法的倒立摆最优LQR控制 被引量:2
14
作者 周文彬 朱学峰 陈华艳 《控制工程》 CSCD 2004年第S2期160-163,共4页
被控系统稳定性与LQR控制器权重矩阵Q和R的选择有关。针对选择适当的Q和R使系统在约束条件下达到稳定性最优的问题,提出了一种通过留优遗传算法实现二级倒立摆系统LQR控制器参数寻优的新方法。以被控系统的动能积分为性能指标来实现寻优... 被控系统稳定性与LQR控制器权重矩阵Q和R的选择有关。针对选择适当的Q和R使系统在约束条件下达到稳定性最优的问题,提出了一种通过留优遗传算法实现二级倒立摆系统LQR控制器参数寻优的新方法。以被控系统的动能积分为性能指标来实现寻优,以能量为寻优性能指标,可使二级倒立摆系统各部分的稳定性以统一的量纲表示。可依据倒立摆系统的耦合性,从总体的角度考虑系统的稳定性。仿真的结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 二级倒立摆 LQR 留优遗传算法
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基于经验数据的T-S模糊控制器设计与优化 被引量:1
15
作者 陈若珠 闫小喜 李战明 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第3期75-78,共4页
提出了一种基于经验数据而非语言的T-S模糊控制器设计和优化方法.此方法分为三个阶段,第一阶段依据输入变量的范围来确定输入变量的高斯型隶属度函数;第二阶段在不改变输入变量隶属度函数的前提下,对经验数据施加递推最小二乘法以确定T-... 提出了一种基于经验数据而非语言的T-S模糊控制器设计和优化方法.此方法分为三个阶段,第一阶段依据输入变量的范围来确定输入变量的高斯型隶属度函数;第二阶段在不改变输入变量隶属度函数的前提下,对经验数据施加递推最小二乘法以确定T-S模糊控制器的后件系数;第三阶段,使用梯度下降方法同时优化控制规则的前件参数和后件参数.倒立摆的仿真试验结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 T-S模糊控制器 经验数据 递推最小二乘法 梯度下降法 倒立摆
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一种改进的模糊自适应遗传算法 被引量:4
16
作者 田东平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第31期60-63,共4页
模糊自适应遗传算法是将模糊控制器应用于遗传算法性能和参数控制的一种新型进化算法。提出了一种2输入和2输出的改进模糊自适应遗传算法。一方面,算法采用混沌初始化,提高了初始群体的质量;另一方面,算法将群体适应度方差作为模糊控制... 模糊自适应遗传算法是将模糊控制器应用于遗传算法性能和参数控制的一种新型进化算法。提出了一种2输入和2输出的改进模糊自适应遗传算法。一方面,算法采用混沌初始化,提高了初始群体的质量;另一方面,算法将群体适应度方差作为模糊控制器的一个输入参量,来度量群体在空间分布的离散程度。将群体适应度均值商作为模糊控制器的另一个输入参量,来度量群体中个体的多样性。从而自适应地控制算法在进化过程中的交叉概率和变异概率。测试函数仿真结果表明,该算法很好地平衡了"开发"与"探测",取得了较为满意的优化结果。 展开更多
关键词 模糊自适应遗传算法 模糊控制器 方差 均值商 开发 探测
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基于Bloch量子遗传算法的倒立摆模糊控制器优化设计
17
作者 李盼池 宋考平 杨二龙 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期967-973,共7页
为解决倒立摆模糊控制器的优化设计问题,提出一种基于Bloch量子遗传算法(BQGA)的优化设计方案。该方案将量子位的3个Bloch坐标都看作基因位,每条染色体包含3条并列的基因链,每条基因链代表一个优化解,即一组控制器参数,在与普通... 为解决倒立摆模糊控制器的优化设计问题,提出一种基于Bloch量子遗传算法(BQGA)的优化设计方案。该方案将量子位的3个Bloch坐标都看作基因位,每条染色体包含3条并列的基因链,每条基因链代表一个优化解,即一组控制器参数,在与普通量子遗传算法(CQGA)染色体数目相同时可加速优化进程。以模糊神经网络控制器(FNNC)的优化设计为例,以单级倒立摆为被控对象,针对两种初始状态,对控制效果进行了分析对比。实验结果表明,该方案优化的控制器明显优于基于普通量子遗传算法优化的同类控制器;当倒立摆系统参数改变时,该控制器也明显优于LQR控制器。 展开更多
关键词 量子遗传算法(QGA) 模糊控制器 倒立摆控制 参数优化 算法设计
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基于改进QGA的T-S模糊控制器设计
18
作者 李盼池 穆殿宝 张巧翠 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期22-24,27,共4页
利用基于量子位测量的二进制量子遗传算法(QGA)对连续问题进行优化时,频繁的解码运算严重降低了优化效率。针对该问题,提出一种基于量子位相位编码的QGA。该算法直接采用量子位的相位对染色体进行编码,利用量子旋转门实现染色体上相位... 利用基于量子位测量的二进制量子遗传算法(QGA)对连续问题进行优化时,频繁的解码运算严重降低了优化效率。针对该问题,提出一种基于量子位相位编码的QGA。该算法直接采用量子位的相位对染色体进行编码,利用量子旋转门实现染色体上相位的更新,通过Pauli-Z门实现染色体的变异,由于优化过程统一在[0,2π]n空间进行,因此对不同尺度空间的优化问题具有良好的适应性。以单级倒立摆T-S模糊控制器参数的优化设计为例进行仿真,证明该算法在搜索能力和优化效率方面的优势。 展开更多
关键词 量子遗传算法 相位编码 T-S模糊控制器 参数优化 倒立摆控制
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结合模糊PI与前馈补偿的光伏微型逆变器仿真 被引量:7
19
作者 刘卫亮 刘长良 +2 位作者 张会超 林永君 马良玉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期425-431,共7页
光伏并网微型逆变器能够解决集中式逆变器安全性差、效率低的缺点,有着良好的应用前景。作为一个高度非线性、时变的系统,采用传统PI控制器进行并网电流控制难以达到较好的效果。建立了微型逆变器的小信号分析模型,提出了结合模糊PI控... 光伏并网微型逆变器能够解决集中式逆变器安全性差、效率低的缺点,有着良好的应用前景。作为一个高度非线性、时变的系统,采用传统PI控制器进行并网电流控制难以达到较好的效果。建立了微型逆变器的小信号分析模型,提出了结合模糊PI控制与电网电压前馈补偿的并网电流控制方法,并利用遗传算法进行PI控制器参数初始值的优化。仿真结果表明,该控制方法具有鲁棒性好、控制偏差小的特点,并能够有效地降低并网电流的谐波含量。 展开更多
关键词 微型逆变器 PI控制 模糊控制 前馈补偿 遗传算法
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基于基因算法的模糊控制研究 被引量:5
20
作者 蒋海琳 靳东明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期676-679,共4页
本文提出一种基于基因算法优化的自学习模糊控制器的设计 .研究基因算法理论对模糊控制参数的全局寻优 .出于对硬件实现的考虑 ,集中讨论了控制规则后件的产生及对规则库的动态学习 ,并采用对传统基因算法进行变化后的计算方法 .使用Mat... 本文提出一种基于基因算法优化的自学习模糊控制器的设计 .研究基因算法理论对模糊控制参数的全局寻优 .出于对硬件实现的考虑 ,集中讨论了控制规则后件的产生及对规则库的动态学习 ,并采用对传统基因算法进行变化后的计算方法 .使用Matlab中的仿真工具Simulink ,对倒立摆典型非线性系统进行了在线模拟 ,证实了所提出的控制算法的有效性和适用性 。 展开更多
关键词 基因算法 模糊控制 自学习
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