基于迁移变分自编码器-标签映射的湿式球磨机负荷参数软测量

在工况改变时,湿式球磨机的实时数据和建模数据分布不一致,不满足传统软测量建模方法要求的数据同分布假设,导致模型失准和性能恶化。为此,引入迁移学习思想,提出一种基于迁移变分自编码器-标签映射的软测量模型,实现多工况下湿式球磨机负荷参数的准确测量。首先,迁移目标域数据编码得到的隐变量分布参数,对源域数据对应隐变量进行拟合,再解码得到迁移数据;然后采用相似性度量选取相似样本构建标签映射模型,并得到映射标签;最后使用迁移数据和映射标签构建出最终的软测量模型。实验结果表明,该软测量方法显著优于现有方法,适用于多工况下的软测量建模。     

基于局部线性嵌入的测地线流式核多工况软测量建模方法

针对复杂工业过程在多工况条件下缺乏标记样本无法进行软测量建模，而原有模型失准问题，研究了一种局部线性嵌入（locally linear embedding, LLE）和测地线流式核（geodesic flow kernel, GFK）相结合的无监督软测量建模方法。该方法首先通过局部线性嵌入提取各个工况间的公共模式信息，然后将已知工况数据和未知工况数据的公共模式信息投影到流形空间，利用测地线流式核框架在流形空间上实现域迁移，以减小不同工况间数据的分布差异。最后用偏最小二乘回归法建立软测量模型，得到主导变量的软测量值。通过对TE过程中不同工况下的成分变量软测量和不同工况下的球磨机负荷参数软测量结果，验证了所提算法的实用性和有效性。     

基于流形正则化域适应湿式球磨机负荷参数软测量

针对多工况条件下球磨机关键负荷参数测量面临的复杂性问题,提出基于流形正则化域适应（domain adaptation with manifold regularization,DAMR）湿式球磨机负荷参数软测量的方法。该方法首先采用集成流形约束、最大方差及最大均值差异寻找特征变换矩阵,然后,将源建模领域和未建模领域的特征信息投射到公共子空间,最后,在子空间建立模型得到球磨机关键负荷参数的预测值。实验结果表明该方法能以较高的精度实现未知工况下湿式球磨机关键负荷参数的预测,且该方法对于流程工业多工况软测量和过程监控研究有一定的参考价值。     

基于流形正则化域适应湿式球磨机负荷参数软测量

针对多工况条件下球磨机关键负荷参数测量面临的复杂性问题,提出基于流形正则化域适应(domain adaptation with manifold regularization,DAMR)湿式球磨机负荷参数软测量的方法。该方法首先采用集成流形约束、最大方差及最大均值差异寻找特征变换矩阵,然后,将源建模领域和未建模领域的特征信息投射到公共子空间,最后,在子空间建立模型得到球磨机关键负荷参数的预测值。实验结果表明该方法能以较高的精度实现未知工况下湿式球磨机关键负荷参数的预测,且该方法对于流程工业多工况软测量和过程监控研究有一定的参考价值。     

基于最近邻与神经网络融合模型的软测量建模方法

软测量建模能够有效地解决生产过程中在线分析仪表测量滞后大、价格昂贵、维护保养复杂等问题。目前，基于数据驱动的神经网络是软测量建模的主要工具之一。而在建模数据的采集过程中，主导变量的采集相对辅助变量要困难得多，由此产生了大量缺失标签的数据。但传统的软测量建模方法却忽视了这些无标签数据，只利用少量的有标签数据建模，从而影响了模型的预测精度。为了解决标签缺失的问题，采用最近邻算法对无标签数据进行伪标记，同时设计了由卷积操作与门限循环单元神经网络（GRU）结合的网络结构来进一步利用无标签数据，提取不同时刻数据中的动态特征，提高神经网络的预测精度。最后将该方法应用于丙烯精馏塔塔顶丙烷浓度的预测，实验结果表明该模型能有效处理非线性动态系统的标签缺失问题，具有更高的预测精度。     

基于聚类的多模型软测量建模及其应用

实际生产中往往存在对产品质量影响重大、但又难以在线测量的一些参数(只能离线测量与分析)。本文提出一种基于聚类的多模型建模方法对这些难以在线测量的参数实现软测量,将相关性分析、主元分析(PCA)、聚类和多模型建模应用于软测量建模中,构建一种实现重要参数软测量的基本框架:首先,基于相关度分析进行辅助变量的选择,然后用主元分析进行数据的进一步降维,再用k-means聚类与多模型建模思想相结合。最后将提出的思想和方法应用于某精馏塔组分的软测量中,仿真结果表明,测量精度有了较大的提高。     

基于FUZZY ARTMAP的加氢裂化分馏塔MIMO软测量

研究了一类多输入多输出 (MIMO)系统的软测量问题 ,将FuzzyARTMAP网络应用于加氢裂化分馏塔产品质量估计软测量 ,经实际过程数据验证指出此算法具有较强的分类及非线性多维映射能力 ,结合提出的多变量模糊PID在线校正算法 ,使所建软测量模型在线应用时具有一定的随工况变化不断校正的能力 .     

基于改进的快速搜索聚类算法和高斯过程回归的催化重整脱氯前氢气纯度多模型建模方法

氢气是催化重整反应的重要副产物之一,建立氢气纯度软测量模型有助于指导生产。针对催化重整过程工况复杂多变、单一软测量模型难以满足精度要求,提出了一种基于改进的快速搜索聚类算法和高斯过程回归的多模型软测量建模方法。首先,针对快速搜索聚类算法中截断距离是由人为设定的问题,提出了一种截断距离确定方法。并用该改进算法对历史数据进行自动分类,建立各个数据子集的高斯过程回归模型,使各子模型在最大程度上反映不同工况点。然后,针对聚类后得到的带有类别标签的历史数据,建立类别辨识模型,与各子模型相结合,形成开关模式的组合模型。最后,将该建模方法应用于连续催化重整装置,建立了脱氯前氢气纯度的在线计算模型。结果表明,该多模型建模方法具有较高的预测精度,优于传统的单一模型,有一定的实用价值。     

软测量在橡胶混炼过程建模中的应用

介绍软测量技术在橡胶混炼过程中的应用。软测量技术的关键是建模，橡胶混炼过程建模主要有基于机理和基于数据驱动两种方法。由于混炼过程的复杂性，基于机理的建模方法在实际应用中受到限制，仅用于估算或定性分析；而基于数据驱动的建模方法对过程知识要求较低且具有自学习功能，因而得到快速发展。混炼过程模型还受辅助变量、数据预处理的影响，且模型建立后还需进行校正，目前对数据预处理和模型校正的研究还较少。     

基于改进扩张搜索聚类算法的多流形软测量建模

针对化工生产过程工况复杂多变，单一的软测量模型难以满足系统对估计精度的要求，提出了一种基于改进的扩张搜索聚类算法的多流形软测量建模的方法。该算法采用流形距离来代替欧氏距离，自适应地确定邻域半径，并引入局部密度用于确定聚类中心，对聚类后得到的各个子流形分别采用流形学习中的核等距映射法进行特征提取，建立基于高斯过程回归的子模型。将该方法应用于某双酚A生产装置的软测量建模，仿真结果验证了该方法的有效性。     

Soft sensor modeling method based on hybrid model of nearest neighbor and neural network

Soft-sensing modeling can effectively solve the problems of large measurement lag, high price, and complex maintenance of online analytical instruments in the production process. At present, neural network based on data-driven is one of the main tools of soft sensor. In the process of modeling data collection, the collection of dominant variables is much more difficult than that of auxiliary variables, resulting in a large amount of unlabeled data. However, traditional soft sensor modeling methods ignore these unlabeled data and only use a small amount of labeled data for modeling, which has negative effect on the prediction accuracy of the model. To solve the problem of label missing, the nearest neighbor algorithm is used to pseudo label the unlabeled data. At the same time, a network structure is designed by combining convolution operation and gated recurrent unit neural network (GRU) to further utilize the unlabeled data, extract the dynamic feature from data at different time, and improve the prediction accuracy of the neural network. Finally, the method is applied to the prediction of propane concentration on the top of propylene distillation column. The results show that the model can solve the problem of label missing in the nonlinear dynamic system and has higher prediction accuracy.     

Development of a novel self-validating soft sensor

A self-validating soft sensor is proposed that not only can perform self-diagnostics and self-reconstruction, but also generate a variety of output data types, including the prediction values, input sensors status of soft sensor and the uncertainty values which represent the credibility of soft sensor??s output. The input sensors are validated before performing a prediction by principal components analysis (PCA) model. These validated data are then employed for subsequent recursive partial least square (RPLS) prediction. Other than input sensor validation and modeling for prediction, a t-statistic confidence interval is created and the status of input sensors is offered. By using this self-validating soft sensor, we can determine the work condition of the soft sensor and take proper actions in real time. The usefulness of the proposed method is demonstrated through a case study of a wastewater treatment process.     

基于工业色谱仪的精馏脱炔烃塔软测量建模

提出一种基于工业色谱仪的软测量建模方法,并针对碳五馏分分离过程中的精馏脱炔烃塔塔底成分估计问题,建立了合适的工业软测量模型。介绍了工业色谱仪在线质量检测原理和LM-BP神经网络模型的建立,并利用工业色谱仪在线检测的质量数据进行系统的在线和周期性模型更新,提高了软测量模型的在线估计精度。研究结果表明,基于工业色谱仪的LM-BP神经网络模型是一种有效的软测量建模方法。     

基于自适应EKF算法的输出融合软仪表设计

在化工过程中,作为观测关键质量参数的重要手段,软仪表技术受到了广泛的关注。目前,关于软仪表的研究主要集中在建模技术上。然而,化工过程复杂多样,仅使用软测量模型进行质量变量的估计易出现预估效果不稳定、随机偏差大等现象。为此,文献提出了一系列的改进算法,但仍存在计算复杂、算法抗干扰能力差等问题。本文提出一种基于自适应扩展Kalman滤波(EKF)的输出融合软仪表设计方法,利用Kalman滤波算法对软测量模型预估数据和现场观测进行数据融合,校正软测量模型预估偏差;并在输出融合软仪表背景下,设计了一种含衰减因子的观测噪声统计估计器,将其与滤波算法相结合,构成自适应EKF算法,以提高融合软仪表的输出精度及抗干扰性能。通过仿真实验对所提出的算法进行了全面分析,并将该算法应用于小型实验装置,验证了算法的实用性及有效性。     

闭路磨磷矿石制浆的设计及应用

某磷肥项目磷酸装置的原料制备采用棒磨机十分级机＋球磨机的湿法闭路磨矿工艺。介绍了该工艺的原料粒度分布、工艺流程和系统控制；论述了棒磨机、斜窄流分级机等主要设备的工作原理和结构特征；通过磨矿系统产品分析数据，总结了湿法闭路磨矿工艺的应用效果和相关注意事项。     

A comparison of the Bond method for sizing wet tumbling ball mills with a size—mass balance simulation model

A comparison is made of the results from a ball mill model simulation with those of the conventional Bond ball mill design method, for a material whose breakage characteristics and Work Index have been determined. In order to perform the simulation, ‘normal’ values were chosen for make-up feed size distribution, mill residence time distribution, ball mix, classifier behaviour, etc. At high flow rates through a mill (low reduction ratio), it is necessary to allow for the reduction in breakage rates caused by over-filling of the mill, using an empirical mass transfer relation: filling

. By suitable choice of the constant in this relation, it was found possible to duplicate the variation of mill capacity with feed size and product size (in wet closed-circuit grinding) predicted by the Bond method. The simulation model is then used to predict the variation of performance with design variables not included in the Bond method.