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      基于模糊算法的多小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在混凝投藥系統(tǒng)中的應(yīng)用

      2016-11-08 08:33:50徐少川劉東昆劉寶偉
      計算機應(yīng)用與軟件 2016年10期
      關(guān)鍵詞:感知器投藥原水

      徐少川 劉東昆 劉寶偉

      1(東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110819)2(遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 遼寧 鞍山 114051)

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      基于模糊算法的多小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在混凝投藥系統(tǒng)中的應(yīng)用

      徐少川1,2劉東昆2劉寶偉2

      1(東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院遼寧 沈陽 110819)2(遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院遼寧 鞍山 114051)

      凈水工藝中的混凝投藥是一個受多變量影響的非線性系統(tǒng),無法建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,且滯后時間較長。為了將混凝投藥后的出水濁度控制在設(shè)定的范圍內(nèi),并且有效地減少投藥量,通過對混凝投藥過程的分析,設(shè)計一種基于模糊算法的多小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))前饋控制器,并設(shè)計控制器離線建模和在線學(xué)習(xí)的方法。最后使用MATLAB進行仿真驗證,結(jié)果表明,該前饋控制器能夠在原水濁度和原水溫度變化的情況下,有效地將濁度控制在設(shè)定的范圍內(nèi),并且能夠?qū)崿F(xiàn)投藥量的優(yōu)化。

      混凝投藥多小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器

      0 引 言

      目前,我國的十大水系和62個主要湖泊中,將近40%的淡水達不到飲用水的要求,原水必須經(jīng)過凈水廠處理后才能供人們使用。而混凝投藥作為凈水工藝中的重要環(huán)節(jié),受到了人們的高度關(guān)注。如何將出水濁度控制在人們可以使用的范圍內(nèi),并且有效地減少投藥量,是混凝投藥過程中最關(guān)鍵的問題。針對該問題,文獻[1]通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對含砷的原水進行建模,用以計算不同水質(zhì)下的投藥量,并將該模型應(yīng)用于自動投藥控制系統(tǒng)。文獻[2]設(shè)計了短程反饋的控制模型,對不同季節(jié)的原水進行了控制。文獻[3]將預(yù)測算法與PID控制器相結(jié)合,設(shè)計了預(yù)測函數(shù)PID控制器,對混凝投藥過程進行了控制。預(yù)測算法在使用時需要依據(jù)精確的數(shù)學(xué)模型,而實際工程中由于參數(shù)多變,精確的數(shù)學(xué)模型往往很難建立,故該方法具有一定的局限性。另外,文獻[4,5]通過凈水工藝的改造實現(xiàn)了對出水濁度的有效控制。

      CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是Albus根據(jù)小腦模型提出的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),由于其結(jié)構(gòu)簡單且易于軟件編程實現(xiàn),所以目前CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中的多個領(lǐng)域[6-8]。并且相對傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)控制等智能控制算法,CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在復(fù)雜函數(shù)逼近、收斂速度、泛化能力方面均表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。文獻[9]綜合分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、學(xué)習(xí)方法等因素對CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泛化性能的影響。同時,文獻[10,11]通過將模糊算法與CMAC網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,對常規(guī)CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)做出了改進,進一步提高了CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力和學(xué)習(xí)精度,取得了較好的效果。

      基于以上文獻對混凝投藥控制及CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀,為了將出水濁度有效地控制在設(shè)定范圍內(nèi),并實現(xiàn)投藥量的在線優(yōu)化,本文在分析混凝投藥過程的控制特性及原水濁度、原水溫度及原水PH值對凈水混凝效果的影響的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于模糊算法的多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器,并使用取自現(xiàn)場的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)對控制器進行離線建模。為了不斷提高控制器的準(zhǔn)確性,適應(yīng)環(huán)境的變化,實現(xiàn)投藥量的在線優(yōu)化,設(shè)計了控制器在線學(xué)習(xí)的方法。最后使用MATLAB對該控制器的實際應(yīng)用效果進行了仿真和驗證。

      1 CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及特性分析

      CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,不需要選擇網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)及神經(jīng)元個數(shù),且相對傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來說,不需要大量數(shù)據(jù)進行離線建模,只需在每個量化等級內(nèi)取一組數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練即可。另外,CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在映射過程中只有一定的單元被激活,相近的輸入所激活的單元有所重疊,故相近輸入可獲得相近輸出。因此CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有一定的泛化能力,學(xué)習(xí)精度高且學(xué)習(xí)速度較快。CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一種查表的方法,易于軟件上的編程實現(xiàn),非常適合工業(yè)中的應(yīng)用,所以選擇CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建混凝投藥系統(tǒng)的控制器。

      CAMC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從輸入量x到輸出量y的運算過程可看作是由以下三個非線性映射順序組成的:

      x→S

      (1)

      S→A

      (2)

      A→yCMAC

      (3)

      其中,x為CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量,S為量化等級存儲空間,A為感知器存儲空間,yCMAC為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出量。CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

      圖1 CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

      1)x→S映射:根據(jù)量化等級的精度N,將輸入量x映射到量化等級存儲空間S(S由N個量化等級順序排列組成,即S1~SN)。映射過程計算公式如下:

      (4)

      (5)

      2)S→A映射:將量化等級Si按照指針的方式順序激活感知器存儲空間A(A由N+C-1個感知器組成,即a1~aN+C-1)中C個感知器ai~ai+C-1,其中C為CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化常數(shù);

      3)A→y映射:感知器存儲空間A中各感知器都對應(yīng)一個權(quán)值,將S→A映射過程中所激活的感知器對應(yīng)的權(quán)值相加得到CAMC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出yCMAC。

      用向量的方式表示上述過程,計算公式如下:

      yCMAC=aTw

      (6)

      a=[a1,a2,…,aN+C-1]T

      (7)

      w=[w1,w2,…,wN+C-1]T

      (8)

      向量a中各元素表示各感知器的被激活情況。若在S→A映射過程中某感知器被激活,則向量a中相應(yīng)元素置“1”,其余未被激活的感知器其相應(yīng)的元素置“0”。

      由S→A映射可以看出,相鄰的量化等級在該過程所激活的感知器有一定的重疊。距離越相近,重疊的感知器的數(shù)量越多,CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出也越相近;反之,距離較遠的量化等級之間,重疊的感知器數(shù)量較少或沒有重疊的感知器。因此CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有一定的泛化能力,即相近輸入能獲得相近輸出,不相近的輸入所獲得的輸出則存在一定的差異。另外在S→A映射過程中,只有部分感知器被激活,所以CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較其他神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)速度較快。

      2 混凝投藥前饋控制器的設(shè)計

      2.1混凝投藥過程的特性分析

      混凝投藥的工藝流程如圖2所示。一定濁度的原水進入混合器后進行投藥(混凝劑)處理,原水在混凝劑的作用下,通過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)后,失去穩(wěn)定性,再經(jīng)絮凝池和沉淀池作用后形成濁度較低的出水,進入下一階段進行其他處理。在原水進入混合器前會對原水濁度等變量進行檢測,在處理后的出水進入下一階段前會對出水濁度進行檢測。

      圖2 混凝投藥工藝流程圖

      混凝投藥的控制過程是以批量處理的方式進行的,即一定流量體積的原水進入混合器內(nèi)進行凈水處理,該批原水處理完進入下一階段之后,再繼續(xù)處理下一批原水。由于在原水混合器中的反應(yīng)時間較長,通常需要40分鐘,無法通過原水濁度的檢測值實時調(diào)節(jié)投藥量,所以對于一批原水只進行一次投藥。

      混凝投藥過程出水的濁度主要受原水濁度、原水溫度及原水PH值的影響。其中原水濁度是影響出水濁度的最主要因素,對于一定流量體積的原水,在投藥量相等的情況下,出水濁度與原水濁度呈非線性的正比關(guān)系。當(dāng)原水濁度值較大時,若想將出水濁度控制在設(shè)定的范圍內(nèi),則需要投加較多的混凝劑。

      原水溫度與原水PH值對混凝投藥過程的影響相似。當(dāng)原水溫度高于常溫時,即T>17℃時,混凝劑的凈水效果較好。當(dāng)原水溫度T<17℃時,混凝劑的凈水效果隨原水溫度的降低逐漸變差。同樣,當(dāng)原水的酸堿性呈中性或堿性時,即PH>6.5時,混凝劑的效果最佳;當(dāng)原水呈酸性時,混凝劑的凈水效果則較差。若想將出水濁度控制在設(shè)定的范圍內(nèi),則需要投加較多的混凝劑。

      2.2前饋控制器的設(shè)計

      根據(jù)2.1節(jié)中對混凝投藥過程的分析,由于一批原水的反應(yīng)周期較長,無法通過濁度檢測值調(diào)節(jié)投藥量,所以PID控制器無法實現(xiàn)對混凝投藥過程的控制。同時,由于混凝投藥過程受多個變量的影響,根據(jù)人工經(jīng)驗進行操作,可能出現(xiàn)投藥量過多,即造成混凝劑的浪費的情況。所以需要采用具有自學(xué)習(xí)功能的前饋控制器對混凝投藥過程進行控制。

      根據(jù)2.1節(jié)中對原水濁度、原水溫度及原水PH值的分析,由于原水PH值受地域的影響較大,固定地域內(nèi)原水PH值基本穩(wěn)定或以微小的趨勢進行變化。而原水PH值這種微小的變化對前饋控制器精度造成的影響,可以通過控制器的在線學(xué)習(xí)加以消除,所以選擇原水濁度和原水溫度作為前饋控制器的輸入。設(shè)計了基于模糊算法的多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

      圖3 混凝投藥前饋控制結(jié)構(gòu)

      在原水濁度和原水溫度兩個變量中,由于原水溫度受季節(jié)影響,在固定季節(jié)內(nèi)變化不大,在全年時間內(nèi)變化緩慢,結(jié)合2.1節(jié)中原水溫度對混凝投藥的影響的分析,為了降低CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的維度,避免CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”對存儲空間造成過大負(fù)擔(dān),所以對原水溫度進行模糊化處理。建立不同的模糊子集,在不同的模糊子集下分別建立一維的CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),根據(jù)原水溫度屬于不同模糊子集的隸屬度值對各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出進行去模糊化運算得到前饋控制器的輸出。其中一維CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為原水濁度,輸出為投藥量。

      基于模糊算法的多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器的算法具體描述如下:

      Step1 原水溫度的論域為[0,30]。根據(jù)工程實際情況,選擇5個模糊子集{低,較低,中,較高,高},在原水溫度論域內(nèi)建立各模糊子集的隸屬度函數(shù),如圖4所示。

      圖4 原水溫度的隸屬度函數(shù)曲線

      根據(jù)圖4計算原水溫度屬于各模糊子集的隸屬度值,即v1、v2、v3、v4和v5。

      Step2 根據(jù)第2節(jié)中的描述計算各模糊子集下各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出,即yCMAC1、yCMAC2、yCMAC3、yCMAC4和yCMAC5;

      Step3 根據(jù)模糊規(guī)則對各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出進行去模糊化運算,模糊規(guī)則如下:

      IFT=低,THENy=yCMAC1

      (9)

      IFT=較低,THENy=yCMAC2

      (10)

      IFT=中,THENy=yCMAC3

      (11)

      IFT=較高,THENy=yCMAC4

      (12)

      IFT=高,THENy=yCMAC5

      (13)

      式中,T表示原水溫度。各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出進行去模糊化的計算公式如下:

      (14)

      3 前饋控制器的離線建模及在線學(xué)習(xí)

      3.1CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值修正方法的設(shè)計

      CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常采用有導(dǎo)師制進行權(quán)值修正[12],修正過程如下:

      (15)

      (16)

      wn=wn-1+Δwn+α(wn-1-wn-2)

      (17)

      式中,n、n-1、n-2分別表示學(xué)習(xí)次數(shù),ei表示權(quán)值修正的指標(biāo),yi表示網(wǎng)絡(luò)的期望輸出值,Δw表示權(quán)值修正量,η表示學(xué)習(xí)率,α表示慣性常數(shù)。根據(jù)文獻[13]的研究,CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂的充分條件為η∈[0,2],α∈[0,1]。

      為了保證CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)過程中同時保證收斂速度與收斂過程的平滑性,即在學(xué)習(xí)過程中加快收斂速度的同時又不至于產(chǎn)生較大的震蕩,本文對式(16)權(quán)值的修正量進行了改進,通過權(quán)值修正的指標(biāo)ei動態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)率,計算公式如下:

      (18)

      (19)

      式中,β表示平滑因子,本文中β=10。通過式(18)可以看出,當(dāng)ei較大時,學(xué)習(xí)率較大,可以使得網(wǎng)絡(luò)加快收斂速度;隨著學(xué)習(xí)次數(shù)的增加使得ei逐漸減小時,學(xué)習(xí)率也隨著ei的減小而逐漸減小,以保證收斂的平滑性,不至于產(chǎn)生較大的震蕩。

      3.2CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線建模的方法

      本文是以北方某凈水廠實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)為例進行的,下文提到的經(jīng)驗數(shù)據(jù)、過程參數(shù)及濁度設(shè)定值等也是取自該廠的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

      采用增量式的學(xué)習(xí)方法,對CMAC1~CMAC5分別進行訓(xùn)練,原水濁度的變化范圍為6~24NTU,量化等級的精度N取60,泛化常數(shù)C取5。按照2.2節(jié)中前饋控制器的構(gòu)建方法以及CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性,分別在原水溫度各模糊子集范圍內(nèi),原水濁度的每個量化等級內(nèi)取一組樣本,并將各組樣本按照原水濁度的大小順序排列,構(gòu)成訓(xùn)練樣本集。共5個訓(xùn)練樣本集,每個樣本集中包含60組樣本,以此作為CMAC1~CMAC5的訓(xùn)練樣本集。需要注意的是,在樣本選取過程中,需要剔除異樣的數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)的有效性。

      增量式學(xué)習(xí)算法具體描述如下:

      Step1 初始化:令w=0,j=1,m=1,其中j用于標(biāo)記樣本集中的樣本數(shù),m用于標(biāo)記訓(xùn)練的總次數(shù);

      Step2 將樣本集中第j組數(shù)據(jù)輸入CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并通過第1節(jié)中介紹的映射方法,計算輸出yCMAC;

      Step3 根據(jù)Step2中計算得到的yCMAC,通過3.1節(jié)中權(quán)值修正方法的設(shè)計對權(quán)值向量w進行修正;

      Step4 判斷j=60?若等于則進行下一步,若不等于則令j=j+1后返回Step2;

      Step5 判斷m=100?若等于則該CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離線建模結(jié)束,若不等于則令m=m+1、j=1后返回Step2。

      在本文中將訓(xùn)練總次數(shù)作為結(jié)束離線建模的標(biāo)準(zhǔn)。對于CMAC的離線建模也可選擇平均誤差小于某設(shè)定值作為結(jié)束離線建模的標(biāo)準(zhǔn)。

      3.3前饋控制器在線學(xué)習(xí)的方法

      前饋控制器的在線學(xué)習(xí)過程將權(quán)值修正的指標(biāo)ei修改為出水濁度值與設(shè)定值的偏差,通過修正的指標(biāo)ei對各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行權(quán)值的修正,這里設(shè)定值指的是出水濁度設(shè)定范圍的中點值。通?;炷端幊鏊疂岫鹊陀?NTU即可達到人們正常用水的標(biāo)準(zhǔn),但考慮到混凝劑的成本因素,及原水溫度、原水PH值發(fā)生波動時對出水濁度造成的影響,故將出水濁度的設(shè)定范圍定為0.7~0.9NTU。前饋控制器的在線學(xué)習(xí)的算法具體描述如下:

      Step1 計算ei,公式如下:

      ei=e(t)=Z1m-Z1(t)

      (20)

      Step2 判斷ei>0.1NTU,若大于則進行下一步,對前饋控制器各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行在線學(xué)習(xí);

      Step3 偏差ei乘以比例因子λ映射至投藥量的控制區(qū)間,這里λ取0.14;

      Step4 將式(19)及式(17)修改為下式,對前饋控制器各CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值進行修正:

      (21)

      (22)

      式中,i為CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)記,i=1,2,…,5。

      在線運行過程中,若設(shè)定范圍大于出水濁度時,說明投藥量過多造成出水濁度值較低;若設(shè)定范圍小于出水濁度時,說明投藥量過少造成出水濁度值較高,所以式(22)選擇負(fù)的權(quán)值修正量對權(quán)值向量進行反向調(diào)整。

      4 仿真驗證

      使用MATLAB進行編程仿真。通過對文獻[14]中提出的濁度模型進行參數(shù)回歸擬合,得到如下模型:

      (23)

      式中,Z1表示出水濁度,T表示原水溫度(單位:℃),m表示投藥量,Z0表示原水濁度,以模型近似代替濁度模型進行仿真。

      根據(jù)原水濁度及原水溫度的變化特性設(shè)定仿真條件如下:原水濁度按正弦規(guī)律變化,原水溫度在第1、21、41和61個采樣時刻分別給定30、20、10和5 ℃。

      在該仿真條件下對該凈水廠原有的專家比例控制策略、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制策略及本文設(shè)計的基于模糊算法的多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器進行了仿真,仿真結(jié)果如圖5-圖7所示。其中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出與本文設(shè)計的控制器相同,隱含層節(jié)點數(shù)為25,并使用相同的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行離線建模,訓(xùn)練次數(shù)也為100。

      圖5 原水濁度、溫度值波形

      圖6 出水濁度響應(yīng)曲線

      圖7 投藥量曲線

      如圖5和圖6所示,當(dāng)原水濁度較大時,在專家比例控制策略下,雖然出水濁度被控制在1.0NTU以下,但卻超出了設(shè)定的0.7~0.9NTU的范圍;在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下效果略好,而FuzzyMultipleCMAC前饋控制器則將出水濁度有效地控制在了設(shè)定的范圍內(nèi)。通過圖7可以看出,當(dāng)原水濁度較大時,在FuzzyMultipleCMAC前饋控制器控制下投藥量較少。由于專家比例控制是通過專家經(jīng)驗對溫度進行分檔處理,在相同范圍內(nèi)使用相同比例進行投藥,故存在一定偏差,而這種情況在第21個采樣時刻開始原水溫度降低后更加明顯。

      如圖7所示,F(xiàn)uzzyMultipleCMAC前饋控制器控制下使用的投藥量都較少。在整個控制周期內(nèi),F(xiàn)uzzyMultipleCMAC前饋控制器控制下平均每噸水使用25.7g混凝劑,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器作用下平均每噸水使用32.1g混凝劑,專家比例控制作用下每噸水使用35.7g混凝劑。該結(jié)果表明,F(xiàn)uzzyMultipleCMAC控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)投藥量優(yōu)化的目的。

      5 結(jié) 語

      本文通過對混凝投藥系統(tǒng)的分析,采用模糊算法與多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法,設(shè)計了前饋控制器,并使用采自現(xiàn)場的實際經(jīng)驗數(shù)據(jù)對該前饋控制器進行離線建模。為了不斷提高控制器的精度,設(shè)計了控制器在線學(xué)習(xí)的方法。仿真結(jié)果表明:該基于模糊算法的多CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋控制器能夠在原水濁度和原水溫度變化的條件下,有效地將出水濁度控制在設(shè)定的范圍內(nèi),并且能夠?qū)崿F(xiàn)投藥量的優(yōu)化,具有較強的應(yīng)用推廣價值。

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      APPLICATIONOFFUZZYALGORITHM-BASEDMULTIPLECMACNEURALNETWORKSINCOAGULANTDOSINGSYSTEM

      XuShaochuan1,2LiuDongkun2LiuBaowei2

      1(CollegeofInformationScienceandEngineering,NortheasternUniversity,Shenyang110819,Liaoning,China)2(SchoolofElectronicandInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyLiaoNing,Anshan114051,Liaoning,China)

      Coagulantdosingofwaterpurificationprocessisanonlinearsystemaffectedbymultiplevariables,itisdifficulttobuildaccuratemathematicalmodel,andhasquitelongtimedelay.Inordertocontrolthecoagulantdosedeffluentwaterturbiditywithinthesetrangeandeffectivelyreducedosage,wedesignedafuzzyalgorithm-basedmultipleCMACneuralnetworksfeed-forwardcontroller,whichisbasedontheanalysisoftheprocessofcoagulantdosingprocess.Moreover,wealsodesignedthemethodsofoff-linemodellingandonlinelearning.Finally,weusedMATLABforsimulationverification,resultshowedthatthefeed-forwardcontrollercouldeffectivelycontroltheturbiditywithinthesetrangeundertheconditionofrawwater’sturbidityandtemperatureallchanging,andthedosagecouldbeoptimisedaswell.

      CoagulantdosingMultiplecerebellarmodelarithmeticcomputerneuralnetworksFeed-forwardcontroller

      2015-08-09。國家自然科學(xué)基金項目(61273011)。徐少川,副教授,主研領(lǐng)域:復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)智能建模方法。劉東昆,碩士生。劉寶偉,碩士生。

      TP

      BDOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.10.012

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