基于递归神经网络的分布参数系统的预测研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengxuyuanx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
分布参数系统是指系统的状态变化同时与时间变量和空间变量相关的系统,它广泛存在于许多科学领域和工业领域中。对分布参数系统的预测建模既可以帮助人们更好地理解时空系统的内部演化规律,还可以让人们以更安全、更有效的方式控制系统的运行状态。所以,针对分布参数系统的建模研究具有十分重要的意义。关于分布参数系统,传统的建模方法是机理型建模,即根据物理定理或化学定律推导出描述分布参数系统的控制方程,然后由方程推演出系统的状态变化。虽然这种方法在某些系统上具有良好的建模效果,但是,推导系统的控制方程依赖于一系列严苛的假设,而这些假设在实际工业场景中通常难以满足。所以,为分布参数系统寻找一种实用的预测建模方法至关重要。
  本文从数据驱动的角度,研究一维实数空间中分布参数系统的预测建模问题,可有效克服传统建模方法依赖于控制方程的缺点。具体来说,本文将收集到的分布参数系统的历史数据按照一定的规则构造成特定的输入、输出形式,然后使用基于注意力机制的序列到序列的递归神经网络进行拟合,产生可以表达系统演化规律的预测器。在机器学习领域,这种递归神经网络原本适用于分类问题,例如机器翻译,本文将其改变为适合分布参数系统预测任务的模型,可以达到多步预测的效果。该模型由一个加密网络和一个解密网络串联而成,其中加密网络负责对输入序列进行加密,并将得到的结果储存在网络中,使之具有一定的记忆能力,然后通过解密网络产生相应的输出。
  为验证模型的有效性,本文在四个分布参数系统上作了仿真实验,包括具有孤子现象的Korteweg-deVries方程、Fisher方程、Burger方程以及sine-Gordon方程,都取得了较好的长时间预测效果,预测精度较高。除此之外,本文还对具有混沌行为的Lorenz系统进行了预测,并与一个已经发表的同类实验结果进行对比。实验结果显示,在两者使用相同训练数据集的情况下,本文使用的方法可以对Lorenz系统进行更长时间的预测。这些实验结果充分说明,本文使用预测建模方法具有一定的实用性。
其他文献
四象限变频器由于具有能量可双向流动、网侧电流谐波小、功率因数高和直流母线电压可控等优点常应用于油田抽油机、电梯和提升机等电机可进行能量回馈的场合。但传统四象限变频器仍存在逆变侧恒压频比控制下低频机械特性差、整流侧周期性扰动不可消除、整流和逆变独立控制下负载突变时母线电压波动大以及变频器并联时环流影响系统稳定性等问题。本文针对四象限变频器系统中存在的上述问题,分别从增强低频时电机机械特性、减小整流侧输入电流谐波、减小母线电压波动和减小变频器并联环流等方面展开研究。
  针对逆变器,本文以异步电机为控制
伴随着我国工业化进程的不断加深,由此产生的资源消耗、环境污染以及生态保护等问题成为我国在可持续发展的目标中亟待解决的问题。在我国,电能是工业生产中主要的能源消耗形式,而以永磁同步电动机为代表的电机是工业结构中最广泛使用的组成设备之一。为了更进一步简化电机带动控制系统结构,降低电机运行的环境要求,出现了无位置传感器控制技术。本文以提高永磁同步电机驱动器的动态响应,简化控制结构为目标,针对永磁同步电机无传感器控制技术进行了深入的分析与研究,提出了基于流频比(I/F)技术和模型预测控制(MPC)技术的全速度范围
在计算机视觉中,三维语义分割是三维场景理解和分析的重要基础,在无人驾驶、自主机器人、增强现实等三维感知领域中被广泛应用,提高语义分割的精度对于语义理解和分析具有重大意义。目前,基于深度学习的三维语义分割算法的性能大大高于传统的分割算法,但在准确性上还不能完全满足实际需求,精度仍然还存在很大的提升空间。本文以提高三维语义分割精度为目标,研究基于深度学习的三维语义分割算法,具体研究内容如下:
  PointNet是点云三维语义分割中的先进算法之一,本文在PointNet的基础上进行改进,提高语义分割的精
【中图分类号】G251 【文献标识码】A  【文章编号】2095-3089(2018)15-0254-01  《所有的河流都在流淌》是一个不可多得的好作品。澳大利亚女作家南茜·加图的作品,原名叫《All The Rivers Run》,赵金基老师把它翻译成《所有的河流都在流淌》。英文原名来自《圣经》,大河奔流,汤汤不息,象征着生命力的永恒勃勃,象征着人类代代迢递,生生不灭。  黛丽是个很强悍的女人
期刊
【摘要】插图是小学英语教材的第二语言,是小学英语课堂的重要教学资源。在实际英语课堂中,不少教师往往过度注重语言知识的输入输出训练,关注知识的机械化传授,缺乏对学生思维能力的提升。本文结合PEP教材中Let’s talk板块的教学实例,提出通过巧妙挖掘教材插图,实现对话课中学生从低阶思维走向高阶思维的转变。  【关键词】对话教学 挖掘插图 思维  【中图分类号】G623.31 【文献标识码】A 【文
期刊
【中图分类号】G78 【文献标识码】A  【文章编号】2095-3089(2018)15-0286-01  自信,在我们的生活、学习、工作中有着很重要的作用。我自幼随父亲长大,父亲是一位和蔼可亲的人,他很少批评我,似乎在父亲的眼里,我总是特别乖,就算我爬到墙头上跑来跑去,就算我把裤子摔破,就算我把褂子划了个大口子,父亲也总认为很正常。相反,如果我老老实实的呆在家里,父亲则会担心的摸摸我的头,着急的
期刊
疵点是影响纺织布质量的主要因素。传统基于机器视觉的疵点检测均使用人工特征提取的方法,检测精度不高。近几年出现了基于深度神经网络的疵点检测方法,检测精度得到提升。但这些大型网络只能在高性能服务器上仿真,无法在工业上速度很慢的嵌入式设备上使用。为了能满足工业上的需求,本文基于实际课题,在嵌入式TX2平台上设计了一种两层次的轻量级卷积神经网络进行纺织布疵点检测。
  第一个层次进行纺织布疵点预分类,用来滤除正常纺织布。该层次任务简单,本文基于目标检测领域的轻量级网络MobileNetV2进行改进设计,通过
随着可再生能源并网发电等技术发展,并网变换器应用增加,提高并网变换器的电流质量是一个重要课题。一方面电力电子设备的开关频率进一步提高,但死区时间不能与开关周期等比例减小,增大了死区效应的影响,较高频率的死区谐波增加,要求控制系统能提高谐波电流的抑制能力;另一方面大量的非线性设备并网运行对电网造成污染,电网含背景谐波或不平衡的情况时有存在。鉴于此,本文针对死区效应、电网背景谐波和不平衡电网等条件下的非期望低次谐波电流抑制策略开展研究。
  本文首先在充分考虑计算、调制延时,利用帕德近似建立了三相并网变
【摘 要】新课改的实施给基础教育帶来了许多新的变化,折射在语文学科上,便是语文教材的编写、课堂教学的方式、教学评价的方式在一定程度上都教学承载了太多的使命,培养语感,发展思维,提高语言能力,提升发生着变化,但语文教学似乎并没有得到本质的改变,语文文化修养,丰富精神世界……甚至有很多非语文的东西混杂其中,使语文课很容易就变成了大杂烩,导致一些老师分不清主次,把很多不属于语文的东西搬到语文课堂;还有一
期刊
锂电子电池因其能量密度高、无记忆效应以及自放电率低等特点被广泛应用于许多能源系统中,包括消费电子产品、电动汽车以及航天系统等等。虽然锂电池相比于其他传统电池能源拥有诸多优势,但由于其自身包含易燃电解质,当电池受损或者老化时容易造成火灾甚至爆炸,因此准确预测电池的剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)是保证电池健康运行非常重要一环。
  目前的预测方法分为基于模型的预测方法与基于数据驱动的预测方法。基于模型的预测方法通常需要对电池的退化机理及其内部的电化学性质有深入的了解,