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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 349 毫秒
1.
刘毅  王海清  李平 《化工学报》2008,59(8):2052-2057
提出一种基于自适应局部学习的最小二乘支持向量机回归(LSSVR)在线建模方法。考虑样本间的距离和角度信息以获得更全面合理的相似样本集,推导了采用快速留一法在线优化模型参数的准则,并给出了发酵过程在线自适应模型选择的策略。以链激酶流加发酵过程为例,验证了所提出算法能够从过程的第2批次开始,同时对活性菌体浓度和链激酶浓度进行较准确的在线预报,较普通的局部LSSVR等建模方法具有更高的预报精度和自适应性。  相似文献   

2.
于蕾  邓晓刚  曹玉苹  路凯琪 《化工学报》2019,70(9):3441-3448
针对不等长间歇过程监控中批次数据同步化未能充分挖掘局部信息的问题,提出一种基于变量分组DTW-MCVA(VGDTW-CVA)的不等长间歇过程故障检测方法。首先,利用互信息矩阵描述不等长间歇过程测量变量之间的相关性,并基于互信息矩阵进行变量分组。然后利用DTW算法对各个变量组分别进行同步化,并将同步化后的变量组整合为完整的三维数据集。最后,利用MCVA方法建立动态监控模型实现对间歇生产过程的在线监控。盘尼西林发酵过程的仿真结果表明,VGDTW-MCVA能够比基本的DTW-MCVA方法更好地监控间歇过程故障。  相似文献   

3.
邓晓刚  张琛琛  王磊 《化工学报》2017,68(5):1961-1968
针对间歇过程的非线性、多阶段特性,提出一种基于多阶段多向核熵成分分析(multistage-MKECA,MsMKECA)的故障检测方法。针对间歇过程的多阶段特性,建立一种时序核熵主元关联度的矩阵相似性阶段划分方法,实现对间歇生产过程的多阶段划分;针对传统批次展开方式在线监控需要预估批次未来值的缺陷,进一步引入一种批次-变量三维数据展开方式建立每个阶段的MKECA非线性统计模型,实现对间歇过程的分阶段监控。最后对盘尼西林发酵过程开展仿真研究,结果表明所提方法能够比传统MKECA方法更为快速地进行故障检测。  相似文献   

4.
褚菲  彭闯  贾润达  陈韬  陆宁云 《化工学报》2021,72(4):2178-2189
针对过程数据不足,且具有强非线性和多尺度特性的新间歇过程,结合迁移学习方法与多尺度核学习方法的优势,提出了一种基于多尺度核JYMKPLS(Joint-Y multi-scale kernel partial least squares)迁移模型的间歇过程产品质量在线预测方法。该方法首先通过迁移学习利用相似源域的旧过程数据提高新间歇过程建模效率和质量预测的精度。然后,针对间歇过程数据的非线性和多尺度特性问题,引入了多尺度核函数以更好地拟合数据变化的趋势,从而提高模型的预测精度。此外,提出模型在线更新和数据剔除,通过在线持续改善迁移模型对新间歇过程的匹配程度,以消除相似过程间的差异性给迁移学习带来的不利影响,从而不断地提升预测精度。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,结果表明,与传统的数据驱动建模方法相比,本文所提方法能够有效提高建模效率和预测精度。  相似文献   

5.
一种基于聚类方法的多阶段间歇过程监控方法   总被引:9,自引:6,他引:3       下载免费PDF全文
张子羿  胡益  侍洪波 《化工学报》2013,64(12):4522-4528
针对阶段不等长的多阶段间歇过程,提出了一种基于k-均值聚类方法的阶段分段策略,可以将不等长的阶段准确分类。首先,将间歇过程的三维训练数据按变量方向展开成二维矩阵,再通过k-均值聚类的方法按照相关性将数据聚成多类并运用主元分析(PCA)方法分别对每一类建立模型。在线监控时,通过计算样本与模型之间的相似系数以选择最合适的模型进行在线监控。此方法可以将不同批次在同一采样时刻的过程数据按照相关性分到多个阶段,更符合生产过程中常见的过程数据阶段不等长的情况。最后利用青霉素仿真验证了该方法的有效性。  相似文献   

6.
褚菲  程相  代伟  赵旭  王福利 《化工学报》2018,69(6):2567-2575
提出了一种基于过程迁移的间歇过程质量预报方法,旨在解决新间歇过程数据不足难以建立准确预报模型的问题。该方法基于多元统计回归分析模型,通过构建相似间歇过程间的共同潜变量空间,将已有相似间歇过程的数据信息迁移应用到未建模的新间歇过程中,实现新间歇过程的快速建模和质量预报。在线应用时,利用在线数据不断更新过程迁移模型;同时,实时估计模型预测误差的置信区间,判断预报模型预测误差的稳定性;为克服相似过程间可能存在的差异给迁移模型带来的不利影响,根据数据相似度逐步剔除相似间歇过程数据。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。  相似文献   

7.
提出了一种基于过程迁移的间歇过程质量预报方法,旨在解决新间歇过程数据不足难以建立准确预报模型的问题。该方法基于多元统计回归分析模型,通过构建相似间歇过程间的共同潜变量空间,将已有相似间歇过程的数据信息迁移应用到未建模的新间歇过程中,实现新间歇过程的快速建模和质量预报。在线应用时,利用在线数据不断更新过程迁移模型;同时,实时估计模型预测误差的置信区间,判断预报模型预测误差的稳定性;为克服相似过程间可能存在的差异给迁移模型带来的不利影响,根据数据相似度逐步剔除相似间歇过程数据。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。  相似文献   

8.
基于高阶偏最小二乘的间歇过程建模   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
王建平  胡益  侍洪波 《化工学报》2014,65(9):3527-3534
间歇过程的产品与现代人的生活息息相关,而建立可靠的模型是保障间歇过程安全运行的基础。针对间歇过程的数据特点,引入一种新的广义线性回归模型--高阶偏最小二乘(higher order partial least squares,HOPLS)。它与传统的间歇过程建模方法具有本质的不同,三维数据(批次×变量×时间)不需要展开成二维矩阵,而是直接被分解成一组正交的Tucker矩阵之和。通过高阶奇异值分解(high order singular value decomposition,HOSVD),张量变换和高阶正交迭代(higher order orthogonal iteration,HOOI)找到能同时包含自变量和因变量最大信息的潜向量,与此同时得到对应的负载向量。对于新观测值,通过模型就可以实现对因变量的预测。最后利用PenSim2.0,对青霉素发酵过程进行仿真研究,验证了该间歇过程建模方法的有效性。  相似文献   

9.
张雷  张小刚  陈华 《化工学报》2018,69(6):2576-2585
间歇过程具有较强的非线性,多阶段、慢时变及批次间存在变化,采用单一预测模型不能反映间歇过程的多阶段特性及阶段间过渡特性。提出一种基于Gath-Geva聚类和核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)的多模型软测量方法。首先采用主成分分析(principal component analysis,PCA)对输入做特征提取,然后利用Gath-Geva算法对间歇过程进行多阶段工况划分,根据生产工况特性划分为不同的操作阶段后,分别建立局部KELM模型。对任一待预测样本,分别计算其对应各局部模型的预测值,最后采用贝叶斯集成,将其隶属于各局部模型的模糊隶属度作为权重和预测值融合得到最终预测值。以青霉素发酵数据进行实验测试,结果表明所提多模型算法相较于单一模型,具有更高的预测精度。  相似文献   

10.
熊伟丽  李妍君 《化工学报》2017,68(3):984-991
随着时间的增加,传统时间差(TD)模型会出现性能显著下降的问题。为了提高TD模型的可靠性和预测精度,同时考虑过程的时滞特征,基于一种选择性集成策略,提出一种局部时间差高斯过程回归(LTDGPR)模型的自适应软测量建模方法。首先,提取出数据库中的时滞动态信息,对建模数据进行重构;然后,采取局部化策略对差分后的重构样本进行统计划分,得到LTDGPR模型集。对于新来的输入样本,选择部分泛化能力强的LTDGPR模型进行集成,估计出含一定时间差的主导变量动态偏移值;最后,基于TD模型思想对当前时刻主导变量值进行在线预测。通过脱丁烷塔过程的数据建模仿真研究,验证了所提方法的有效性和精度。  相似文献   

11.
关键核网络及其在发酵过程在线建模中的应用   总被引:1,自引:1,他引:0  
刘毅  王海清  李平 《化工学报》2008,59(5):1194-1199
发酵过程通常采用流加补料操作,无稳态工作点、非线性强,且重要生物量往往无法在线测量。本文提出了一种适用于非线性多输入多输出的发酵过程在线建模方法:关键核网络(key kernel network,KKN)。结合过程的先验知识给出控制模型关键节点加入的准则,使其能自适应调整模型的复杂度,以提高建模的精度和速度,并给出了关键节点增加时KKN模型的在线递推形式。将KKN应用于青霉素发酵过程的在线建模,研究表明,KKN能同时快速、准确地预报菌体和产物浓度,且随着批次的增加,过程信息不断得到积累,模型精度逐渐提高。  相似文献   

12.
A neural network based batch-to-batch optimal control strategy is proposed in this paper. In order to overcome the difficulty in developing mechanistic models for batch processes, stacked neural network models are developed from process operational data. Stacked neural networks have enhanced model generalisation capability and can also provide model prediction confidence bounds. However, the optimal control policy calculated based on a neural network model may not be optimal when applied to the true process due to model plant mismatches and the presence of unknown disturbances. Due to the repetitive nature of batch processes, it is possible to improve the operation of the next batch using the information of the current and previous batch runs. A batch-to-batch optimal control strategy based on the linearisation of stacked neural network model is proposed in this paper. Applications to a simulated batch polymerisation reactor demonstrate that the proposed method can improve process performance from batch to batch in the presence of model plant mismatches and unknown disturbances.  相似文献   

13.
基于广义预测控制的间歇生产迭代优化控制   总被引:1,自引:1,他引:1  
针对间歇生产,提出了一种基于广义预测控制的批次迭代优化控制策略--BGPC,在间歇过程中引入批次间优化的思想,将迭代学习控制ILC和广义预测控制GPC相结合,在GPC实时结构参数辨识的基础上利用前面批次的模型预测误差修正当前批次的模型预测值.该算法能够有效地克服模型失配、扰动和系统参数变化等情况.文章最后以一个数值例子和间歇反应器为对象进行仿真试验,验证了该算法是有效的.  相似文献   

14.
A new feedback batch control strategy based on multiway partial least squares (MPLS) model and dEWMA (double exponentially weighted moving average) control for the end-point product quality system is proposed in this paper. It combines batch-to-batch (BtB) control with on-line tracking control within a batch. In the BtB operation, MPLS-based dEWMA control is done by applying feedback from the final output quality of the batch process. It utilizes the information from the current batch to improve quality for the next batch. The advantage of MPLS is to extract the strongest relationship between the input and the output variables in the reduced space of the latent variables model rather than in the real space of the highly dimensional manipulated variable trajectories. It is particularly useful for inherent noise suppression. Then the optimal manipulated variable trajectories in the score space without decoupler design can be directly and individually applied to each control loop under the MPLS modeling structure. Then the dEWMA controller can be applied to each SISO control loop respectively to address the model errors gradually reduced from model-plant mismatches and unmeasured disturbances. In on-line tracking control within a batch, the MPLS-based dEWMA control strategy is developed to explore the possible adjustments of the future input trajectories. It fixes up the disturbances just in time instead of until the next batch run and maintains the product specification when this batch is finished. To demonstrate the potential applications of the proposed design method, a typical batch reactor with processes of different dynamics is applied. Comparisons between MPLS-based dEWMA BtB control and MPLS-based dEWMA within-batch control are also made.  相似文献   

15.
对间歇化工过程的单杂质用水网络提出了以新鲜水量最小为目标的优化设计方法。该方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐,对所有操作按出口浓度从小到大排序,避免了高浓度水回用到低浓度水的操作中,去掉了用水网络中多余的连接,构造了用水网络超结构。该超结构可以表述为一个线性规划模型。通过GAMS求解该模型得出每个操作周期的最小新鲜水量,并通过证明得出该最小用水量随操作周期增加最终不再变化。该方法可以用作有、无中间储罐间歇过程用水网络综合,实例计算结果表明该方法是可行的,与其他方法相比更简单。  相似文献   

16.
A batch-to-batch optimal control approach for batch processes based on batch-wise updated nonlinear partial least squares (NLPLS) models is presented in this article. To overcome the difficulty in developing mechanistic models for batch/semi-batch processes, a NLPLS model is developed to predict the final product quality from the batch control profile. Mismatch between the NLPLS model and the actual plant often exists due to low-quality training data or variations in process operating conditions. Thus, the optimal control profile calculated from a fixed NLPLS model may not be optimal when applied to the actual plant. To address this problem, a recursive nonlinear PLS (RNPLS) algorithm is proposed to update the NLPLS model using the information newly obtained after each batch run. The proposed algorithm is computationally efficient in that it updates the model using the current model parameters and data from the current batch. Then the new optimal control profile is recalculated from the updated model and implemented on the next batch. The procedure is repeated from batch to batch and, usually after several batches, the control profile will converge to the optimal one. The effectiveness of this method is demonstrated on a simulated batch polymerization process. Simulation results show that the proposed method achieves good performance, and the optimization with the proposed NLPLS model is more effective and stable than that with a batch-wise updated linear PLS model.  相似文献   

17.
A batch-to-batch optimal control approach for batch processes based on batch-wise updated nonlinear partial least squares (NLPLS) models is presented in this article. To overcome the difficulty in developing mechanistic models for batch/semi-batch processes, a NLPLS model is developed to predict the final product quality from the batch control profile. Mismatch between the NLPLS model and the actual plant often exists due to low-quality training data or variations in process operating conditions. Thus, the optimal control profile calculated from a fixed NLPLS model may not be optimal when applied to the actual plant. To address this problem, a recursive nonlinear PLS (RNPLS) algorithm is proposed to update the NLPLS model using the information newly obtained after each batch run. The proposed algorithm is computationally efficient in that it updates the model using the current model parameters and data from the current batch. Then the new optimal control profile is recalculated from the updated model and implemented on the next batch. The procedure is repeated from batch to batch and, usually after several batches, the control profile will converge to the optimal one. The effectiveness of this method is demonstrated on a simulated batch polymerization process. Simulation results show that the proposed method achieves good performance, and the optimization with the proposed NLPLS model is more effective and stable than that with a batch-wise updated linear PLS model.  相似文献   

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