基于粗糙集理论的智能控制方法研究-控制理论与控制工程专业论文.docx

AThesisinContrResearchon一√独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢:艺学位论文作者签名:莎琶日 期: 劢∥、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。,’●} 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:学位论文作者签名:矽舌 导师签名主蛆9 vv半年口 一年口 一年半口 两年口一一一一1I/,/\导师签名:刽何/,.步—一,L司'­J•东北大学硕士学位论文 摘要基于粗糙集理论的智能控制方法研究摘要粗糙集作为一种知识发现和数据分析的新方法,因其具有自动抽取控制规则,控制~}^上 算法可以完全来自数据本身等优点,使它在基于规则的控制中具有很大的优势和发展潜力。本文主要围绕基于粗糙集理论提取控制规则并构建粗糙控制系统,来对粗糙集在控制上的应用进行了研究。由于粗糙集理论只能对离散化数据进行处理,因此针对连续属性离散化问题,本文提出基于二进制粒子群优化算法(BinaryParticleSwarmOptimization,BPS0)的离散化法方法,在保证决策表分类能力不变的情况下,通过粒子间的相互作用寻求尽量少的断点集;并提出利用边缘断点(boundcuts)来减少候选断点的数目,降低了算法的时间和空间复杂度;最后利用UCI机器学习数据集对算法进行了测试,结果验证了此方法的有效性,且相比其他离散化方法,本文方法原理简单容易实现,展现了一定的优越性。为了说明利用粗糙集理论对输入输出数据进行提取规则的有效性,本文构建了模拟PID控制器的粗糙控制规则库,并设计了粗糙控制系统来加以仿真验证。此方法采用外部测试信号充分激励被控对象,从而生成可以充分反映操作工或者现有控制器的控制策略的数据,解决了历史操作数据信息不全的问题;并提出了基于连续属性全距离(ContinuousAttributeWholeDistance,CAWD)的论域空间降维方法来精简数据集,简化后续工作量;仿真结果表明了粗糙控制器能取得令人满意的控制效果,从而表明了所提取的控制规则的有效性;最后通过对规则库的研究发现了基于PID控制规则的相似性规律,应用此规律使粗糙控制器可以适应相似的参考输入,提高了粗糙控制器的适应性。’最后,将本文所设计的粗糙控制方法成功应用在了一级倒立摆线性系统模型中。≯关键词:粗糙集;PID;粗糙控制器;属性离散化;粒子群算法一II一L,'(ResearchonIntelligentControlSystemBasedonRoughSetTheoryAbstract,,●工 ,SOroughsethasgreatadvantagesandpotentialinrule-(BPSO)