【摘要】：針對(duì)污水處理過(guò)程出水總磷預(yù)測(cè)問(wèn)題,本文提出一種基于改進(jìn)Levenberg--Marquardt(improved Levenberg--Marquardt,ILM)學(xué)習(xí)算法和奇異值分解(singular value decomposition,SVD)的適于在線建模的自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(fuzzy neural network,FNN)預(yù)測(cè)方法.ILM-SVDFNN采用改進(jìn)LM學(xué)習(xí)算法對(duì)隸屬函數(shù)中心、寬度和輸出權(quán)值進(jìn)行訓(xùn)練.在參數(shù)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的同時(shí),采用單邊Jacobi變換實(shí)現(xiàn)規(guī)則層輸出陣的奇異值分解,根據(jù)奇異值定義增長(zhǎng)和修剪指標(biāo)實(shí)現(xiàn)規(guī)則層神經(jīng)元在線動(dòng)態(tài)調(diào)整.此外,證明了所提方法在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定和調(diào)整階段的收斂性.最后,利用典型非線性系統(tǒng)辨識(shí)、Mackey-Glass時(shí)間序列預(yù)測(cè)和實(shí)際污水處理過(guò)程出水總磷預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證.仿真結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的自組織模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊湊且預(yù)測(cè)精度較高,較好地滿足了污水處理廠對(duì)出水總磷檢測(cè)精度和實(shí)時(shí)性的要求.
[Abstract]:Aiming at the prediction of total phosphorus in effluent from wastewater treatment process, This paper presents a self-organizing fuzzy neural network (fuzzy neural network,FNN) prediction method based on improved Levenberg--Marquardt (improved Levenberg--Marquardt,ILM) learning algorithm and singular value decomposition (singular value decomposition,SVD). ILM-SVDFNN uses an improved LM learning algorithm to control membership function centers. Width and output weights are trained. At the same time of parameter adaptive learning, the singular value decomposition of rule layer output matrix is realized by unilateral Jacobi transform, and the online dynamic adjustment of regular layer neuron is realized according to the singular value definition growth and pruning index. In addition, the convergence of the proposed method at the fixed and adjusted stage of the network structure is proved. Finally, the prediction of Mackey-Glass time series by typical nonlinear system and the prediction of effluent total phosphorus in the process of sewage treatment were verified by experiments. The simulation results show that the self-organizing fuzzy neural network structure is compact and the prediction accuracy is high, which can meet the requirements of the effluent total phosphorus detection accuracy and real-time performance in wastewater treatment plant.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)信息學(xué)部;計(jì)算智能和智能系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;淮陰工學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(61225016) 國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61533002)資助~~
【分類(lèi)號(hào)】：X703;TP183

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本文編號(hào)：2209253