一种新的灰神经网络与其在海洋平台振动控制中应用.pdf

第50卷第5期 大连理工大学学报 、协I．50。No．5 0 1 0 2010年9月 ofDalian of sept．2 Journal UniversityTechnology ≯妊业鲁坐叠业业k ， jI船舶、土木工程|} A蒂蒂蒂蒂蒂帚芥赤 一种新的灰神经网络及其在海洋平台振动控制中应用 崔洪宇’， f赵德有I (大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连116024) 摘要：针对灰色理论预测精度比较低和神经网络结构很难确定等问题．首次提出一种基于 新的效果测度的灰局势决策理论，并据其构造神经网络的拓扑结构，确定神经网络的各层神 经元个数及神经元的输入输出运算．将灰神经网络作为自适应预测逆控制器用于导管架式海 洋平台的振动主动控制中，数值仿真结果表明，构造的灰神经网络泛化能力强，提出的控制方 法可有效地控制导管架式海洋平台顶部在随机外荷载作用下产生的位移响应． 关键词：灰局势决策；效果测度；神经网络；自适应逆控制；海洋平台 文献标志码：A 中图分类号：TPl8；0232 O 引 言 往的灰色理论和神经网络的融合都是基于灰色模 型G(1，1)和G(1，N)的融合，而基于灰决策理论 灰色系统理论由邓聚龙于1982年首次提 和神经网络相融合的方法目前还没有看到．灰决 出[11，其广泛用于经济管理、环境科学、控制工程、 策就是从多种对策中选择出最优对策的过程，神 航空航天等领域[2’3]．灰色系统理论通过灰色生 经网络也可以看做经过训练来逼近最优对策的过 成或序列算子的作用来弱化系统的随机性，挖掘 程，所以本文利用灰局势决策理论来构造神经网 系统潜在的规律，计算简单．但是，其预测精度比 络的拓扑结构，确定神经网络各层神经元个数及 较低，并行计算能力弱，不太适合预测波动大的复 神经元的输入输出运算．但基于原有效果测度的 杂系统．神经网络具有很强的抗噪声干扰能力、泛 灰神经网络训练过程中很难收敛，所以本文提出一 化能力和并行计算能力，但其将系统看做一个黑 种新的效果测度．最后将本文所构造的基于新效果 箱，网络结构很难确定．灰色理论中的灰数是只知 测度的灰神经网络(GNN)用于控制波浪荷载和风 道大概范围而不知道其确切值的区间数．神经网 荷载作用下引起的海洋平台的振动响应，并通过数 络的输出结果是以某一精度逼近一个固定值，由 值算例验证本文所提出控制方法的有效性． 于辨识误差的存在，输出结果在某一中心值附近 波动，所以按照灰色理论来定义，神经网络的输出 1灰神经网络 实际上就是一个灰数，神经网络本身就包含灰的