BP神经网络PID算法在循环流化床锅炉中的研究

本文以循环流化床锅炉的床温控制为研究对象,针对传统PID控制算法自适应能力不强的缺点,提出了基于BP神经网络和PID控制器相结合的BP-PID控制器,指出BP-PID控制器算法的自适应控制效果和鲁棒性,并根据其系统结构、算法流程和参数设置,进行实验仿真,验证该控制器的优化效果。实验结果表明,BaP-PID控制器可以更好地控制循环流化床锅炉床温,实现了对系统性能指标的最优化控制,得到了较为理想的控制效果。

基于BP神经网络PID算法的多效蒸发液位控制

针对液位的非线性、大惯性及时滞性的特点,将BP神经网络与增量式PID算法相结合,基于物料衡算和热量衡算,建立三效逆流蒸发液位的数学模型,以LabVIEW软件为开发平台,实现多效逆流蒸发过程的液位控制,通过液位仿真,证明基于LabVIEW实现BP神经网络PID控制系统在多效逆流蒸发液位控制中具有良好的自适应性和鲁棒性。

基于BP神经网络PID算法的水箱液位控制系统设计

针对水箱液位这样一个多干扰、大惯性、高度非线性系统控制性能优化较困难,传统的控制策略在控制精度、灵敏度以及系统稳定性均存在缺陷,充分利用神经网络具有非线性函数逼近能力,构造神经网络PID自整定控制器,在解决高度非线性和严重不确定系统方面具有较好控制能力。解决了传统PID控制算法难以保证系统在任何工况条件下始终具有最佳控制性能的难题。仿真结果表明,该控制能使系统达到较好的控制效果。

基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计

随着智能控制技术的发展,将神经网络技术与传统PID控制技术相结合,并应用到控制系统中去已成为一种趋势。在对风力摆控制系统进行需求分析的基础上,针对其具有非线性和参数不确定等特点,提出了基于BP神经网络PID算法的风力摆控制系统的设计方案,将BP神经网络应用到传统PID控制中,设计出了系统的软硬件结构,实现了有效控制风力摆按指定角度画线、指定时间恢复静止和画圆的功能。研究结果表明:采用BP神经网络PID算法的控制系统具有更强的稳定性和控制精度。

BP神经网络PID算法在液位控制系统的应用研究

在工业生产中,需要经常对液位进行检测与调节,本文分析了BP神经网络和PID算法的原理与特点;文章通过西门子PLC的博图平台及Matlab工具,实现了系统的软件虚拟仿真,同时也验证了BP神经网络PID算法的特性,可见BP神经网络PID算法相比较常规PID算法更具优势。

基于BP神经网络PID算法的乙烯裂解炉出口温度先进控制研究

在乙烯生产过程中,针对乙烯裂解炉平均COT温度波动大的情况,需要对裂解炉系统控制算法进行改进,通过先进控制下的优化操作可有效减小乙烯裂解炉出口温度的波动,提高产品效率。本文将BP神经网络PID控制算法应用于裂解炉系统,并与常规PID控制的裂解炉系统进行比较。仿真结果表明,采用BP神经网络PID控制的裂解炉系统动态性能明显提高,且具有良好的稳态精度。再利用OPC技术将MATLAB与iFIX工业软件进行实时数据传输,从而在iFIX软件中可实时监控裂解炉的运行情况及实时曲线,从而保证裂解炉安全工作。

小波包与遗传算法优化BP神经网络相结合的井架钢结构损伤识别

井架钢结构损伤影响其承载安全性,为快速、准确对损伤位置进行识别,提出小波包与遗传算法优化BP神经网络相结合的井架钢结构损伤识别方法。首先利用小波包处理非平稳振动信号的优良性能对原始振动信号进行特征提取,获得表征井架钢结构损伤的信息;再通过特征参数建立数据集训练并测试井架钢结构损伤识别模型,该模型结合遗传算法自身特点改善了传统BP神经网络的不足。本文识别方法不需要损伤前的数据特征进行对比,便可对损伤位置进行确定。经过对石油井架钢结构模型实验验证:该方法对井架钢结构损伤识别准确率超过90%,相对于BP网络识别准确率以及识别速度均有所提高。

基于BP神经网络算法的异步电机故障诊断系统研究

为了确保电机安全可靠地运行,研究了BP神经网络算法对异步电动机进行故障诊断。通过MATLAB平台,分别使用附加动量因子和自适应学习率两种梯度下降法进行网络训练,搭建故障诊断BP网络模型。以MSE值为指标优化最佳隐含层节点数、动量因子与学习率,并通过遗传算法来优化BP网络的初始权值,对故障测试样本进行仿真测试。结果表明,GA-BP网络模型比MF-BP和AG-BP的MSE值更低,仅为0.009163,优化后的诊断预测结果与目标值几乎没有差别。基于遗传算法改进的故障诊断系统模型能够满足异步电动机故障诊断的应用需求。

BP神经网络算法在求解数学建模最优化问题中的应用

为了解决目标函数较为复杂、无法用初等函数表示的最优化问题,文章采用了结合BP神经网络与遗传算法的方法进行求解。求解过程分为两个模块:第一,利用BP神经网络算法确定目标函数的解析式;第二,利用遗传算法寻找目标函数的最优解。为验证该方法的可行性,文章对单变量和多变量两种情况进行了验证。

遗传算法优化BP神经网络在水质评价中的应用

通过对常规BP神经网络和遗传算法深入研究后,提出将二者结合起来,取长补短,并采用黄金分割算法确定神经网络模型隐含层节点数,借助MATLAB软件建立了遗传算法优化后的BP神经网络水质评价模型,解决了初始权值、阈值确定难,易陷入局部极值以及网络收敛慢等问题,同时结合2021年黄河上游部分断面地表水环境质量评价进行了实例仿真实验,验证了该模型的可行性和准确性。遗传算法优化后的BP神经网络不仅能从全局考虑污染因子对评价结果的影响,而且解决了常规BP神经网络易陷入局部极值的问题,提高了网络的识别精度,评价结果更准确,更符合实际水体情况,在一定程度上改善了传统评价方法的片面性和主观性,对现有的水环境质量评价方法的改进起到了积极作用。

基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化

为了进一步提高船舶能耗效率,本文提出一种基于BP人工神经网络与遗传算法的航速优化技术路线。首先,介绍常见油耗模型的构建方法;其次,利用BP人工神经网络建立目标船舶的油耗模型。模型预测的平均绝对误差为2.3%,准确度和泛化能力基本满足工程应用要求。最后,利用遗传算法,并基于历史气象数据对目标船舶的航线做分段航速优化。计算结果表明,航速优化后目标船舶的航行时长不仅能减少1.35天,燃油损耗还可节省10.1%,由此说明对航行船舶做分段航速优化是一种可行方案。

基于麻雀搜索算法优化BP人工神经网络的短期湍流预报模型研究

提出了一种基于麻雀搜索算法优化BP人工神经网络(SSA-BP)的湍流预报模式。首先,采用BP人工神经网络作为湍流预报模型的基础框架。通过对温度、湿度、风速等气象因素的采集和处理,将其作为输入层的特征。然后,利用麻雀搜索算法对BP人工神经网络的权重和偏置进行优化。为了验证该方法的有效性,采用了来自地面气象站的大气湍流数据及气象数据进行实验。实验结果表明,SSA-BP人工神经网络能够成功预测大气湍流的发展趋势,并具有较高的预测精度和稳定性,能够充分利用大气湍流数据中的非线性特征,为湍流预测研究和实际应用提供了有力支持。

基于遗传算法的BP神经网络在轻质路基沉降预测中的应用

为更好地掌握轻质路基施工过程中的沉降变形情况,选取宁芜保通线部分轻质路基沉降监测数据,在BP(back propagation)神经网络模型的基础上,采用遗传算法对其进行优化,并将优化后的模型应用于轻质路基沉降预测。结果表明:遗传算法优化的BP神经网络在全局搜索能力和收敛能力方面具有明显优势;在轻质路基沉降预测任务中,多数预测结果的相对误差集中在更低的范围内,监测点1和监测点2预测结果的模型评价指标MAE、RMSE、MAPE分别为0.017 mm、0.021 mm、0.679%和0.013 mm、0.016 mm、1.395%,预测结果拟合程度高,误差小,模型泛化能力强。因此,遗传算法优化的BP神经网络的沉降预测模型具有可靠的预测效果与预测精度,在实际工程中可行性较高,可作为轻质路基沉降预测和预警的一种辅助手段。

基于粒子群优化BP神经网络PID的供热控制系统仿真研究

供热系统技术属于清洁技术,但其能耗非常大,因此在供热系统中能源的损耗问题就显得尤为重要。与此同时,我国供暖过程多数是用传统PID对供暖系统进行控制,由于传统PID控制响应时间长、超调量高且受外界影响较大,造成能源未充分利用、浪费现象严重。因此针对此问题,提出了在供暖系统中采用一种基于粒子群优化BP神经网络PID的控制策略,不仅可以解决供暖时水温不稳定、水温上升时间长等问题,而且可以更好地解决能源未充分利用问题。本文建立供热系统的数学模型,然后利用Matlab中的Simulink设计并仿真粒子群BP神经网络PID控制器。实验结果表明,改进后的PID控制器抗干扰能力强且具有较好的鲁棒性,对供热控制系统有更好的控制效果。

基于BP神经网络PID的中子发生器离子源阳极电流控制研究

本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过LabVIEW控制并采集离子源阳极电流值,使用改进后的BP神经网络PID算法控制程序进行实验。经实验表明,BP神经网络PID对离子源阳极电流控制能够实现参数的自适应整定,相比传统PID控制器超调量更小、响应速度更快,提高了中子发生器的控制稳定性。

基于改进BP神经网络算法的钻锪工艺参数优化

针对目前工业机器人钻锪工艺参数选取主要依靠经验法的问题,提出基于改进BP神经网络算法的钻锪工艺参数优化方法。分析钻锪工艺过程并针对工艺参数和加工质量的关系进行正交实验设计和相关性分析;针对哈里斯鹰算法的不足,在猎物逃脱几率和猎物跳跃强度两方面对其进行改进;运用改进的哈里斯鹰算法优化BP神经网络,并基于改进的BP神经网络算法建立工艺参数优化数学模型;采用fmincon函数求解最优工艺参数并进行实验验证。分析结果表明,与由经验法确定的工艺参数相比,优化后的工艺参数在孔径精度和锪窝深度精度方面分别提高了17.9%和26.5%,满足了加工质量要求,并保证了加工效率。

改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的短时交通流预测

针对BP神经网络预测短时交通流量过于依赖初始参数的问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法(ISSA)来优化BP神经网络的短时交通流预测模型(ISSA-BP)。针对标准麻雀搜索算法(SSA)易收敛于原点,容易陷入局部最优等问题,对麻雀群体中的发现者和部分加入者的位置更新公式分别进行改进,改进后的发现者将基于搜索维度的大小和当前最优值的位置来进行全局搜索,部分加入者将根据其与最优位置之间的距离来进行全局搜索。通过实验对BP,PSO-BP,SSA-BP,ISSA-BP 4种短时交通流预测模型的预测效果进行对比分析,结果显示,ISSA-BP短时交通流预测模型的误差最小,ISSA-BP模型相较BP模型在MAE评价指标上的预测精度提升了48.85%,有着更好的预测精度。

基于BP神经网络的长距离分布式光纤传感高空间分辨率定位算法

为解决基于数字编码移相-积分测距系统中,因发送序列与本地序列之间的真实相位差非1 bit码长的整数倍而影响测量结果准确性这一问题,文中提出一种基于BP神经网络长距离分布式光纤传感高空间分辨率定位算法。该算法根据BP神经网络判断1 bit内细分程度并与传统算法相结合实现动态测距。实验结果表明,基于BP神经网络长距离分布式光纤传感高空间分辨率定位算法的长距离定位精度平均相对误差从0.23降低到0.035,弥补了空间分辨率与准确率受数字码本身局限性的问题,为大规模基础设施的长距离、高精度实时监测提供了可能。

基于麻雀搜索算法优化BP神经网络的弹丸射程预测研究

弹丸发射参数、气象条件等会影响弹丸射程,其构成的影响体系复杂并难以准确预测。针对BP预测算法会因初始权值和阈值取值不当导致陷入局部最优的问题,建立了麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的弹丸射程预测模型,以弹丸射程作为输出指标,选取弹丸初速、发射角度和风力条件作为影响因素输入,经过数据预处理后进行弹丸射程预测;同时与粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)优化BP神经网络预测模型的预测精度进行对比,验证SSA优化BP神经网络模型的预测效果。结果表明,SSA-BP预测模型的平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差分别为10.456 4 m、11.831 3 m和0.058 13%,低于BP、PSO-BP、GA-BP预测模型的相应评估指标,所以SSA-BP模型的预测精度高于BP、PSO-BP、GA-BP预测模型,其可以为弹丸射程预测和远程火力打击研究提供支持。

基于SSA优化BP神经网络的易燃易爆气体分类算法研究

由各种传感器检测爆炸物的技术已经在多种条件下被用于检测不同类型的爆炸物,但同类型的爆炸物识别分类技术几乎没有,且针对传统BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部最优值等问题,该文采用PWCLM混沌映射和高斯突变算子来改进麻雀搜寻算法(SSA),优化模型的初始权值,并对6种易燃易爆气体进行识别分类。最后再将该模型与BP、SSA-BP和WOA-BP等模型进行对比,使用3种评价指标对3种模型进行评价。结果表明,ISSA-BP模型稳定性高,识别精度优于其他几种模型,最终ISSA-BP模型的分类准确率、召回率和F1指数分别为99.01%、99.12%和99.12%。