Skip to main content
SUPERVISOR
Maryam Zekri,Farid Sheikholeslam
مریم ذکری (استاد راهنما) فرید شیخ الاسلام (استاد مشاور)
 
STUDENT
AFSANEH GHADIRIAN
افسانه قدیریان بهارانچی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Identification and Control of nonlinear dynamic systems using recurrent wavelet neural networks
Feed forward neural networks () have been shown to obtain successful results in system identification and control. are static input-output mapping schemes that can approximate a continuous function to an arbitrary degree of accuracy. A recurrent neural network (RNN) is a dynamic mapping network which is more suitable for describing dynamic systems than the NN. According to RNN structure, it can deal with time-varying input or output through its own natural temporal operation. For this ability to temporarily store information, the structure of the network is simplified. Therefore, fewer nodes are required for system identification. The combination of wavelet theory and neural networks has lead to the development of W. W are feed forward neural networks using wavelets as activation function. In W, both the position and the dilation of the wavelets are optimized besides the weights. The WNN keeps generalization approximating property of and the capability of wavelet decomposition. W combine the capability of artificial in learning processes and wavelet localization property and have high accuracy and fast learning ability. Accordingly, the concept of the wavelet neural network (WNN) has become increasingly important and can be used for identification and control of the complex nonlinear systems. On the other hand, the recurrent wavelet neural network (RWNN) combines the properties of attractor dynamics of the RNN and good performance of the WNN. The RWNN can deal with time-varying input or output through its own natural temporal operation. In RWNN structure, the mother wavelet layer is composed of internal feedback neurons to capture the dynamic response of a system. Since the proposed RWNN is a modified model of the wavelet neural network (WNN), the RWNN includes the basic ability of the WNN such as fast convergence and localization property. Besides the RWNN has a property, unlike the WNN, that the RWNN can store the past information of the network. The objective of this thesis is to introduce an on-line recurrent wavelet neural network controller (RWNNC) for single input-single output nonlinear dynamic systems. The purpose of control is to determine control signal u such that the closed loop system output can track a desirable output. The RTRL algorithm is applied to adjust the shape of wavelet functions, feedback weights and the connection weights. Since the architecture of the RWNNC model is able to preserve past states of the networks, the RWNNC model has the capability to deal with temporal problems and also the controller has the other advantages such as simple structure and Keywords: Recurrent wavelet neural network, Nonlinear systems, Real time recurrent learning, Control
امروزه از شبکه های عصبی در زمینه های تحقیقاتی مختلف مانند محاسبات هوشمند، کنترل، شناسایی، پیش بینی سری های زمانی وغیره استفاده می شود. این شبکه ها به دو گروه شبکه های عصبی پیشرو و شبکه های عصبی بازگشتی طبقه بندی می شوند. شبکه های عصبی پیشرو استاتیکی می باشند به این مفهوم که خروجی آنها فقط به ورودی های فعلی شبکه بستگی دارد و این شبکه ها حافظه ندارند. شبکه های عصبی بازگشتی یک تعمیم از شبکه های عصبی پیشرو می باشند که شامل اتصالات پسخور و بلوک های تا?خیر می باشند. خروجی این شبکه ها نه تنها به ورودی های فعلی شبکه بلکه به خروجی ها و ورودی های قبلی شبکه نیز بستگی دارد. بنابراین، شبکه های عصبی بازگشتی بسیار قوی تر از شبکه های پیشرو می باشند. از آنجایی که خروجی یک سیستم دینامیکی، تابعی از خروجی های گذشته، ورودی های گذشته یا هر دو آنها می باشد، پس شناسایی وکنترل این سیستم به آسانی یک سیستم استاتیکی نیست. از این رو شبکه ها ی عصبی بازگشتی که نگاشت های دینامیکی هستند، بهترین جایگزین برای سیستم های دینامیکی نسبت به شبکه های عصبی پیشرو می باشند. همچنین شبکه ها ی عصبی در اکثر مواقع، جهت تقریب توابع به تعداد زیادی نرون احتیاج دارند پس ممکن است شبکه در مرحله ی آموزش در یک می نیمم محلی گرفتار شده و سرعت همگرایی شبکه کاهش یابد. یک روش مناسب برای غلبه بر معایب شبکه های عصبی استفاده از توابع موجک در ساختار شبکه می باشد. با توجه به توضیحات فوق، یک شبکه ی عصبی موجک بازگشتی ویژگی های دینامیکی شبکه ی عصبی بازگشتی وعملکرد همگرایی سریع و تقریب زنی بالای شبکه ی عصبی موجک را ترکیب می کند. شبکه ی عصبی موجک بازگشتی به واسطه ی داشتن یک لایه ی موجک مادر متشکل از نرون های بازگشتی، می تواند اطلاعات گذشته ی شبکه را ذخیره کند و برای حفظ پاسخ دینامیکی سیستم از طریق عملیات موقتی خود، با ورودی ها یا خروجی های متغیر با زمان روبرو شود. در این پایان نامه هدف ما طراحی یک کنترل کننده ی بهنگام برای کنترل سیستم های غیرخطی تک ورودی-تک خروجی، بر اساس شبکه ی عصبی موجک بازگشتی می باشد. در این کنترل کننده سیگنال کنترل به صورت بهنگام آموزش داده می شود. بنابراین پارامترهای تطبیق شبکه به گونه ای آموزش می یابند که کنترل کننده ی شبکه ی عصبی موجک بازگشتی پیشنهادی، بتواند سیگنال کنترلی بهنگام را برای کنترل کردن یک سیستم غیرخطی تقریب بزند در حالیکه همگرایی سیستم حلقه بسته نیز تضمین گردد. پایداری سیستم حلقه بسته در حضور کنترل کننده ی پیشنهادی با استفاده از روش لیاپانف اثبات می شود. به منظور نشان دادن توانایی کنترل کننده ی پیشنهادی شبیه سازی هایی روی سیستم سرو مکانیزم غیرخطی و سیستم ربات تک عضو انجام گرفته است و نتایج این شبیه سازی ها با نتایج حاصل از کنترل کننده ی شبکه ی عصبی بازگشتی مقایسه می گردد. همچنین در این پایان نامه، ساختارهای شبکه های عصبی موجک بازگشتی و الگوریتم های یادگیری آنها بررسی ... کلمات کلیدی: شبکه ی عصبی موجک بازگشتی- سیستم های غیرخطی- الگوریتم یادگیری بلادرنگ- کنترل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی