Modelování a řízení nelineární soustavy s využitím umělých neuronových sítí

Abstract

Problematika umělých neuronových sítí je relativně nová vědní disciplína, která se však již uplatňuje v širokém spektru oborů lidského bádání. Tato práce zkoumá možnosti jejího uplatnění v modelování a řízení technologických procesů, kde si umělé neuronové sítě najdou opodstatnění zejména v případech, kdy řešený problém nelze úplně matematicky popsat, či kdy je řešený problém tak složitý, že nelze řešit standardními řídicími algoritmy. Jedná se většinou o výrazně nelineární systémy. Práce je členěna do několika oddílů. Nejprve jsou popsány teoretické základy umělých neuronových sítí a evolučních algoritmů v rozsahu odpovídajícímu praktickému použití v dalších částech práce. Následují popisy různých přístupů k modelování technologických procesů s využitím umělých neuronových sítí a teoretická část práce je zakončena popisy pěti různých algoritmů řízení, které využívají umělé neuronové sítě a případně evoluční algoritmy. Tři popsané algoritmy jsou převzaté, dva do jisté míry původní. V experimentální části jsou pak popsané algoritmy aplikovány nejprve na vhodně zvolenou simulovanou soustavu a následně na daný laboratorní model. Paralelně jsou experimenty provedeny s využitím řady klasických a moderních metod řízení, přičemž v závěru je kladen důraz na jejich porovnání a zhodnocení možného přínosu využití umělých neuronových sítí pro řízení.