欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019113544800
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.基于混沌引力搜索迭代的pH中和过程维纳模型辨识方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤1)构建出pH中和过程的维纳非线性系统模型,根据所述系统模型获得pH中和过程的辨识模型;

所述步骤1)具体包括以下内容:

步骤1‑1)构建一个pH中和过程的维纳非线性系统模型为:设定模型输入信号u(t)经线性输入子模块变换后形成线性动态部分的中间变量x(t),如式(1);再根据式(2)将x(t)经非线性子模块变换形成非线性静态的中间变量m(t);根据式(3)将白噪声v(t)经噪声子模块变换后形成噪声输出部分w(t);最后将m(t)与w(t)经求和运算后形成模型输出信号y(t);

‑1 ‑1

其中,z 是单位向后移位算子,满足:z y(t)=y(t‑1),A(z),B(z),C(z),D(z)是常数多项式;

步骤1‑2)根据式(4)、式(5)构建pH中和过程维纳模型的中间变量x(t)和w(t)的关系式,其中,多项式系数ai,bi,ci,di和ri都是要估计的模型未知参数,并且假定模型的阶次na,nb,nc,nd,nr都是已知的;

步骤1‑3)令非线性分量的第一模数r1=1,根据式(6)构建pH中和过程维纳非线性模型的输出y(t):步骤1‑4)根据式(7)得到pH中和过程的维纳非线性系统的辨识模型:其中, 为系统的信息向量,表示为:

θ为系统的参数向量,表示为:

步骤2)构建混沌引力搜索迭代算法的迭代辨识流程;

所述步骤2)具体包括以下内容:

步骤2‑1)群体初始化:将群体个数设为N,每个个体包含na+nb+nc+nd+nr‑1个变量;

步骤2‑2)具体为:收集pH中和过程搅拌槽设备的pH输入数据和pH输出数据{u(t),y(t)};通过式(8)计算估计值 然后通过式(9)构造 并且通过式(10)构造Y(l);

l

Y(l)=[y(l),y(l‑1),…,y(t),…,y(1)]∈R                      (10)其中,k为迭代变量,l为数据长度, 为x(t‑na)在k‑1次迭代的估计值,为w(t‑nc)在k‑1次迭代的估计值, 为v(t‑nd)在k‑1次迭代的估计值,为信息向量 在第k次迭代的估计值,Φ(l)为信息堆积向量,Y(l)为输出堆积向量,为Φ(l)在k次迭代的估计值;

步骤2‑3)根据式(11)更新每个个体的速度Si(k+1);

Si(k+1)=r×Si(k)+ai(k)                    (11)个体i的质量定义如下:

其中,k表示当前的迭代次数;fi(k)和Mi(k)分别表示在第k次迭代时第i个个体的适应度函数值和质量;fmin(k)和fmax(k)表示在第k次迭代时所有个体中最优适应度函数值和最差适应度函数值,对最小化问题,其定义如下:在d维上,个体i所受的引力如下:

kb(k)=(N‑η)×(T‑k)/T+η×zk                  (17)zk+1=μ×zk×(1‑zk)                        (18)‑αk/T

其中:G(k)表示在第k次迭代时万有引力常数的取值,G(k)=G0e ,G0和α为常数;Rij(k)表示个体i和j之间的欧氏距离且i≠j;ε是一常数,防止分母为零;zk为第k次迭代时的混沌数,其值在0到1之间;μ为一正常数;η是指物体向其他物体施加力的百分比;kb方程表明在引力搜索算法中引入了一种混沌优化机制,使其脱离局部最优;T表示最大迭代次数;

步骤2‑5)根据式(12)更新每个个体的位置

步骤2‑6)根据式(19)计算每个个体的最佳位置 作为个体最优解;

步骤2‑7)在所有个体中,根据式(20)找到群体的最佳个体,计算所述最佳个体对应的最佳位置 作为参数的全局最优解;

步骤2‑8)具体为:将k增加1并返回步骤2‑4);

所述步骤2‑1)为群体初始化;

所述步骤2‑2)获取pH中和反应搅拌槽的输入pH数据作为输入数据,搅拌槽的输出流体pH数据作为输出数据,并进行收集存储;

所述步骤2‑3)为初始化每个个体的速度和位置;

所述步骤2‑4)为更新每个个体的速度;

所述步骤2‑5)为更新每个个体的位置;

所述步骤2‑6)是对于每个个体,计算自己的最佳位置作为个体最优解;

所述步骤2‑7)是确定当前群体的最佳个体,将最佳个体对应的最佳位置作为参数的全局最优解,将迭代变量k值加1;

所述步骤2‑8)重复上述步骤2‑4)至步骤2‑7)直至达到最大迭代次数,完成基于混沌引力搜索迭代的pH中和过程维纳模型的辨识。