基于模糊神经网络的微电网荷储协调智能控制方法

针对传统比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制和模型论控制方法难以应对新型电力系统背景下微电网面临的运行场景复杂多变的问题,提出了基于模糊神经网络的微电网荷储协调智能控制方法。首先确定了微电网模糊控制输入及输出变量,以平抑净负荷波动及减少储能充放电频次为目的,将微电网控制经验总结成模糊规则表,采用神经网络深度学习算法修正模糊控制模型的隶属度函数中心、宽度和输出权重来提高模型的自适应能力,从而制定了可调控负荷和储能的功率控制系数;进而针对模糊神经网络控制输出的负荷调控需求量在各可调控负荷间分配的问题,提出了基于灵活性供给指标排序的负荷调控优先级选择方法,最终完成了微电网系统储能单元和可调控负荷控制策略的制定。某典型微电网系统算例仿真结果表明,所提方法制定的各可调控负荷与储能控制策略能在避免储能频繁和过度充放电的同时,在并网状态下有效减弱并网功率对上级电网造成的随机扰动,在孤岛状态下能够有效平抑系统功率波动,提升系统运行稳定性。

基于模糊神经网络PID的煤矿掘进机俯仰控制研究

目前煤矿掘进机俯仰控制主要采用PID控制方法,在掘进机俯仰控制时变性与液压系统非线性情况下的控制精度不高。掘进机俯仰控制通过控制液压缸行程实现,将传统PID算法与模糊控制、神经网络等相结合,可有效提高液压缸行程控制精度。提出了一种基于模糊神经网络PID的煤矿掘进机俯仰控制方法。通过分析掘进机支撑部运动学关系,得到俯仰角与支撑部液压缸的数学关系;介绍了掘进机俯仰控制液压系统工作原理,建立了液压系统及其传递函数模型;将模糊控制与神经网络相结合,形成模糊神经网络,利用模糊神经网络优化PID控制参数,再结合支撑机构数学模型和液压系统传递函数模型,建立掘进机俯仰角模糊神经网络PID控制模型,实现煤矿掘进机俯仰机构自动精确控制。该方法可使掘进机俯仰机构更加快速、准确到达预设位置,解决掘进机俯仰控制中的时变性与非线性难题。仿真结果表明:模糊神经网络PID控制算法相较于模糊PID和PID控制算法,跟踪误差分别降低了69.34%和74.49%。通过液压缸位移控制模拟煤矿掘进机在突变工况和跟随工况下的俯仰控制,结果表明:模糊神经网络PID控制算法相比模糊PID和PID控制算法,俯仰控制跟踪误差最小,对位置信号的平均响应时间分别缩短了27.22%和50.33%,动态控制性能更好。

二氧化氮浓度时空预测:一种区间二型直觉模糊神经网络方法

空气中二氧化氮浓度的高低对环境保护和公共健康具有重要影响。目前二氧化氮浓度预测方法在表征时空关联性方面存在不足。鉴于此,提出了新的使用区间二型直觉模糊神经网络时空预测二氧化氮浓度的方法。首先,阐述了该区间二型直觉模糊神经网络框架,引入可变系数加权其隶属部分和非隶属部分的输出,并采用随机向量泛函链接神经网络作为规则后件;然后,为确定网络结构和参数,采用分层聚类算法得到模糊规则库,并通过最小二乘法优化网络后件的输出权值;最后,使用2018年1月至3月采集的北京市二氧化氮浓度真实数据进行数值验证。实验结果表明,与现有方法相比,该方法在短期和长期时空预测方面均取得了较高的预测精度和效率。

基于模糊神经网络的数字媒体数据自动化采集系统设计

为了改善数字媒体数据传输效果,确保系统安全、稳定运行,设计基于模糊神经网络的数字媒体数据自动化采集系统。构建数字媒体数据自动化采集系统框架,数据采集层利用数据采集卡获取不同渠道的数字媒体数据,由数据处理层的数据融合模块调用改进模糊神经网络算法完成数字媒体数据的融合处理后,通过数据传输层的分层自组织无线网络将其传输至存储应用层,实现数字媒体数据的存储、查询、显示与输出。实验结果表明:该系统采集的音频信号波形规律、曲线平滑、功率均值波动误差在(0,0.14),满足允许误差范围;数据传输效果优于采用DSR协议的单点传输方式,当数字媒体数据源为3时,平均峰值信噪比指标最高;具有数字媒体数据查询功能。

自适应模糊神经网络多信息融合串联型电弧故障检测方法

针对低压交流串联电弧故障因其特殊性难以识别的问题,在实验室建立了实验平台,采集不同负载下的正常和电弧故障的电流波形数据,提出一种自适应模糊神经网络(adaptive neuro fuzzy inference system,ANFIS)多信息融合串联型电弧故障检测方法,通过多层次特征参数提取,对自适应模糊神经网络进行训练、测试。结果表明,该方法可以有效地克服反向传播(back propagation,BP)神经网络故障诊断中收敛速度慢、误差精度大的缺点,得到更为精准、理想的诊断结果。

基于模糊神经网络的无人机数据传输时延控制模型

传输信道状态若是处于拥塞状态,会使得无人机数据传输时延大幅度增加,所以构建基于模糊神经网络的无人机数据传输时延控制模型;考虑直射、散射和反射等现象确定无人机数据传输信道,计算无人机数据传输信道传输时延,综合能量消耗、时延等因素判断无人机数据传输信道是否处于拥塞状态;利用基于模糊神经网络的时延控制模型生成时延控制指令,通过扩频调制、拥塞调度和队列管理等步骤,实现无人机数据传输时延控制;实验结果表明,在该模型控制下无人机数据传输时延达到预期水平,控制误差约为0.03 s,且未对数据传输进程产生明显不利影响,控制效果更好。

基于深度模糊神经网络的太阳总辐射预测研究

提出一种基于深度模糊神经网络的太阳总辐射预测模型。首先利用Pearson相关系数分析太阳总辐射关键影响因素,其次利用深度学习多隐含层所具有的特征提取优势将模糊神经网络模块重复连接,构建深度模糊神经网络模型,并使用蝗虫优化算法对其中心值和宽度进行优化。利用所提太阳总辐射预测模型对5个气象站点的相关数据进行仿真实验,并对结果进行分析。仿真结果表明:所提预测模型较其他模型具有较高的预测精度,验证了模型的有效性,可满足无辐射监测站点太阳总辐射预测的需要。

永磁同步电机变结构模糊神经网络控制策略

为改善永磁同步电机矢量控制技术在复杂工况下控制器参数不能做出实时调整导致控制性能差的问题,分析了模糊逻辑与神经网络控制原理,提出了一种基于高斯径向基神经网络与模糊控制的相结合的智能控制策略。以转速误差以及误差的变化率为依据构建增量补偿式二维变结构模糊神经网络PID控制器(deformable fuzzy neural network,DFNN)通过RBF神经网络参数辨识器获取永磁同步电机的雅可比信息矩阵(Jacobian matrix),通过变结构算法确定变结构模糊神经网络的结构信息。在MATLAB/Simulink中仿真结果表明,该控制系统提升了电机启动以及目标转速发生改变时的响应速度,同时降低了超调量,在负载转矩存在扰动时转速变化小,且能够快速回归至给定值,优化了矢量控制系统的性能。

基于模糊神经网络的学生科学素养影响机制研究

科学素养的影响机制对教育策略优化、人才培养质量提升,以及社会科技创新与可持续发展具有深远影响。然而,传统的经典教育统计学方法难以全面揭示这一复杂过程。为突破这一局限,采用先进的模糊神经网络技术,对包含53个国家共计113,314个有效样本的PISA2015数据库进行深度的数据挖掘分析。在特征选择后,识别出十项对学生科学素养提升具有积极影响的因素和一项消极影响因素。结果显示,社会经济发展水平是决定学生科学素养水平的关键因素;家庭教育投入与科学素养水平之间存在最强关联性;学习品质、高阶思维能力及科学本质理解在科学素养发展中起到核心推动作用;而信息技术的应用在影响学生科学学业表现上呈双刃剑效应。基于以上发现,建议教育领域顺应智能时代趋势,利用机器学习进行数据挖掘,推动计算教育学研究范式的转型;优化教育资源分配结构以促进科学素养教育公平;并革新学生培养策略,以实现学生科学素养的高质量发展。

基于有效性分析的自组织模糊神经网络建模方法

提出了一种基于有效性分析的自组织模糊神经网络(self-organizingfuzzyneural network based on effectiveness analysis, SOEFNN)建模方法。首先,提出了一种针对模糊规则的有效性评价指标,利用样本与规则层输出之间的映射关系进行网络模型的有效性分析,通过累积触发的方式实现相应模糊规则的增加或删减,使网络模型在能够处理复杂非线性问题的同时降低其冗余性,使模型更为紧凑。采用梯度下降算法对网络模型进行训练。然后,对所提出的SOEFNN模型进行非线性系统仿真实验和污水处理过程中的出水生化需氧量预测建模,并与其他自组织模糊神经网络模型进行对比。仿真结果表明,所提出的SOEFNN模型能够很好地实现结构和参数的自适应调整,并且具有较好的逼近能力。

基于模糊神经网络的氢液化氦气压力PID控制

为了解决氢液化装置氦气压力调节系统超调量大、响应速度慢、调节时间长、控制参数无法在线整定等问题,针对系统具有非线性和时变性的特点,设计了基于模糊神经网络的PID控制器以及基于双曲正切函数的改进型激活函数。仿真结果表明:相比传统PID控制或模糊PID控制,采用模糊神经网络PID控制的系统动态性能显著改善,使得氢液化装置的氦气压力调节更加稳定可靠。

基于模糊神经网络的造纸机械电力传动控制系统设计

造纸机械中电力传动机构的传动点数量多,控制难度较大,故提出基于模糊神经网络的造纸机械电力传动控制系统设计研究。硬件设计,包括电力传动控制结构设计单元、电力传动速度测量传感器设计单元与电力传动控制器设计单元,软件设计,包括模糊神经网络控制模型构建模块、电力传动速度控制实现模块与电力传动张力控制实现模块。通过硬件单元与软件模块的联合应用共同实现造纸机械电力传动的控制。实验数据显示:应用设计系统获得的电力传动点速度控制结果与期望速度相同,电力传动点张力控制结果与期望张力相同,充分证实了设计系统应用性能较佳。

基于改进深度动态模糊神经网络的信息综合分析算法

针对传统人力资源评价算法的主观性强,难以反映员工真实能力的问题,提出了一种结合深度动态模糊神经网络和粒子群优化的算法。该算法对传统模糊神经网络进行了改进,并使用动态结构来增强原模型训练能力,通过对隶属函数层的优化,使模型具备了处理广域数据的能力。为了提高算法的运行效率,还采用误差下降法对模型的规则权重进行排序并完成剪枝操作,同时利用粒子群算法实现对模型参数的优化。实验测试结果表明,所提算法的训练时间仅需7.8 s,性能与效率指标则均优于对比算法,且与人工评价法得到的指标大致相同,可以作为电力人才评价的辅助数据参考。

基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法

现行方法在火电厂锅炉主蒸汽温度控制中应用效果不理想,阶跃响应性能较差,而且超调量较高,因此本文提出基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制方法。利用线性化分布参数建模方法建立火电厂锅炉主蒸汽温度参数数学模型,利用模糊神经网络进行锅炉主蒸汽温度误差补偿控制,实现基于模糊神经网络的火电厂锅炉主蒸汽温度控制。经试验证明,本文方法阶跃响应时间较短,超调量在1℃以内,在工业控制领域具有良好的应用前景。

基于改进的模糊神经网络的网络运行态势感知技术

随着网络技术的发展,现有的网络管理技术已经难以满足未来信息化的网络管理需求,网络运行态势感知则是为适应这一发展需求而出现的新的研究方向。结合网络运行态势感知的特点,对模糊神经网络进行改进,构建网络运行质量指标评价体系,提出了基于CSA模糊神经网络的网络运行态势感知技术,搜集真实的网络运行流量数据对模型进行训练和测试。实验证明本文所提出的网络运行态势感知模型在网络训练效率和预测效率上较传统的模糊神经网络提高了约30%。

基于BSO改进模糊神经网络PID的管道压力控制策略研究

针对煤矿供水管道压力控制系统智能化程度低、人工操作实时性和准确性差等问题,设计了一种基于天牛群优化(BSO)改进模糊神经网络PID的管道压力控制策略。首先,基于BSO算法对PID控制器的初始参数进行参数迭代优化,找到最佳初始参数;其次,通过模糊神经网络实现实际压力偏差值的模糊化、模糊推理等处理,实时调整PID控制参数;最后,PID控制器运算后得到的输出信号作用在执行机构上,实现电动阀门的智能化控制。实验结果表明,该控制策略响应速度更快,超调量更小,稳定性更强,满足阀门控制开度要求,提高了煤矿井下供水系统的智能化水平,达到了减人、降本增效的目的。

基于模糊神经网络的通信网络拥塞控制方法研究

为解决通信网络的信元比特率低和信元丢失率高导致的拥塞问题,本文引入模糊神经网络,研究通信网络拥塞控制方法。首先利用模糊神经网络构建通信网络流量预测结构,结合偏差值和sigmoid函数预测网络流量。其次建立拥塞控制机制并设置模糊集,利用神经网络双曲正切函数的一种变体函数构建控制方法,最后实现通信网络拥塞控制。实验结果表明,该方法信元比特率较高,控制在0.85×7.5~0.97×7.5 Mb/s范围内,丢失率低于0.005,有效降低了通信网络信元丢失率,提高了信元比特率,解决了通信拥塞问题。

基于模糊神经网络的机械轴承故障诊断方法研究

针对机械轴承智能化故障诊断的需求,提出了一种融合模糊逻辑和神经网络的故障诊断方法。利用EMD-AR谱提取机械故障振动信号特征,将提取的特征向量作为训练样本库和检验样本库,运用模糊神经网络实现故障诊断。最后设计机械轴承故障诊断专家系统,并通过轴承故障诊断实例,验证了智能诊断技术在机械故障诊断领域可以较好地满足诊断需求。

基于改进粒子群区间二型模糊神经网络的MPPT控制研究

针对太阳能发电单元最大功率点控制(MPPT)在复杂工况条件下存在的振荡、跟踪耗时长、精度较低的问题,提出一种基于改进区间二型模糊神经网络的预测控制模型。首先将减法聚类与区间二型模糊均值聚类算法相结合,辨识模型前件模糊规则层结构,计算得到聚类中心;其次,基于自导式粒子群算法优化后件权重层权值参数,进而提升网络全局寻优能力;最后,通过与TS模糊神经网络模型、基于反向传播算法的区间二型模糊神经网络模型进行仿真对比,验证所提模型在不同工况下对最大功率点追踪的快速性与精确性。

基于模糊神经网络的配电网短路故障自动化识别系统

为解决快速、准确地识别和定位配电网中短路故障的问题,设计基于模糊神经网络的配电网短路故障自动化识别系统。通过获取的零序电流的稳态基波分量和五次谐波分量,建立模糊神经网络配电网短路故障自动化识别模型;利用映射、生成隶属度函数,并进行模糊推理和归一化处理,输出识别结果。实验表明,当并发用户数达到550个时,系统预留空间维持在43%,超过预设阈值,确保了系统稳定运行。该系统能有效采集配电网线路的零序电流并分离其分量,同时准确识别A相接地短路和BC相间短路故障,应用效果显著。