基于MATLAB的神经网络辨识与控制工具箱
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第2o卷 第3期 计 算 机 仿 真 2003年3月
文章编号：1006—9348(2003)03—0072一o3
基于 MATLAB的神经网络辨识与控制工具箱
张浩然，韩正之 ，李昌刚
(上海交通大学 自动化系 ，上海 2ooo3o)
摘要 ：该文简单介绍了基于 MATLAB的 NNSYSID、NNCTRL神经 网络辨识与控制工具箱 ，详细说明了工具箱 中用于系统辨识
的函数和用于控制器设计的函数 。并通过一个具体的例子来说明利用工具箱来设计非线性系统的神经网络辨识器和控制
器 。
关键词：神经网络；非线性系统辨识 ；控制
中图分类号：TP183 文献标识码 ：A
l 前言 工具箱 ，里面 的程序 既有脚本文件又有 m一函数 ，在运行
MATLAB已经成 为国际上最流行 的科 学与工程 计算 的 NNCrRL时必须存在 NNSYSID。下面将详细介绍工具箱中的
软件工具，现在的 MATLAB 已经不仅仅是一个 “矩阵实验 室” 重要函数和文件。
了，它 已经成为了一种具有广泛应用前景的全新的计算机高 NNSYSID工具箱 ：从一组实验数据中推出系统 的模型涉
及到很多方面，被辨识的系统可以用线性模型来描述时辨识
级编程语言 ，有人称它为 “第 四代 ”计算机语 言，MATLAB语
问题将变得很简单，已经有很成熟 的方法 和工具来解决这个
言的功能越来越强大。它在 国内外 高校和研 究部 门正扮演
问题 ，当被辨识的系统不能用线性模型来描述 ，并且对系统
着重要 的角色 ，在科学运算、信号处理、自动控制与科学绘 图
的物理动态过程 了解甚少 以致不能提 出一个合适 的非线性
等许多领域得到 了广泛 的应用。经过 2o年 的实践，人们 已
模型结构 ，辨识问题将变得很复杂 ，这时需要一个通用 的非
经认识到 ：MATLAB作为计算 工具，可 以扩 大科学研究 的范
线性模 型结构 一比如神经 网络来解决 问题 。在 NNSYSID中
围、提高工程设计的效率 、缩短开发周期 、加快探索步伐 、激
提供 了如下六个神经 网络实现的模型结构 【，其中 (k)是
发创造活力 。
自回归矢量 ，是神经网络权值矢量 ，g(·)是神经 网络所实
MATLAB中有很多控制方 面的工具箱 ，例如控制 系统 工
现的函数 ，(kI )代表输出的一步超前预测。
具箱、模型预测控制工具箱、非线性 系统控制工具箱、鲁棒控
1)NNARX结构
制工具箱、辨识工具箱等等 ，这些工具箱为系统分析及设计
多(k10)=g((k)，0)
带来了很大的方便 ，但在基于神经网络 的系统辨识与控制方
(k)= [Y(k一1)，…，Y(k—n)，I(‘k—d)，…，
面 ，虽然有一个神经 网络 工具箱 ，但是 它是针对 一般 神经 网
