基于遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡的加熱爐建模方法研究.pdf

1、加熱爐是一個特性復雜的工業(yè)生產(chǎn)對象，對于加熱爐的建模，傳統(tǒng)的建模方法往往不夠精確，投運效果不盡如人意。隨著智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以BP神經(jīng)網(wǎng)絡為代表的神經(jīng)網(wǎng)絡建模方法在工業(yè)過程中的應用日漸廣泛。遺傳算法作為一種進化計算方法，具有的全局搜索能力能夠較好地克服BP神經(jīng)網(wǎng)絡容易陷入局部極小值的缺點。因此，研究將BP神經(jīng)網(wǎng)絡與遺傳算法相結(jié)合的方法十分必要。
　　本文提出了一種基于歷史數(shù)據(jù)的加熱爐神經(jīng)網(wǎng)絡建模方法。該方法首先確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)

2、構(gòu)得到網(wǎng)絡模型的參數(shù)個數(shù)。然后通過遺傳算法對編碼后的個體反復地選擇、交叉、變異，最終獲得的最優(yōu)個體包含BP神經(jīng)網(wǎng)絡權(quán)值和閾值的最佳參數(shù)組合，將其解碼后作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的初始值。最后通過BP算法訓練得到加熱爐對象的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
　　本文所做的主要工作與貢獻有以下幾點:
　　(1)針對加熱爐對象的復雜特性，本文從對象的輸入輸出特性出發(fā)，研究了利用神經(jīng)網(wǎng)絡對加熱爐爐溫建模的有效性，通過對比有效性指標，解決了神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)難以選擇的

3、問題。
　　(2)本文提出了將遺傳算法應用于加熱爐神經(jīng)網(wǎng)絡建模中，通過遺傳算法的大規(guī)模全局搜索能力優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的權(quán)值和閾值，避免了網(wǎng)絡陷入局部極小值的缺點，加快了網(wǎng)絡的收斂速度。基于該方法獲得的模型學習能力更強，預測效果更好。
　　(3)為了加快遺傳算法的收斂速度，提高運算效率，本文基于加熱爐的運行數(shù)據(jù)，對遺傳算法進行參數(shù)自適應調(diào)整。設計并實現(xiàn)了變異概率自適應的遺傳算法，加快了神經(jīng)網(wǎng)絡模型參數(shù)的收斂速度。