基于STA-BiLSTM-LightGBM组合模型的多步预测软测量建模

在复杂工业生产过程中,为提高产品质量,建立关键变量多步预测模型非常必要,但传统软测量建模方法难以聚焦工业数据复杂特性,导致预测不准。本文提出一种基于时空注意力机制的双向长短时记忆网络与轻量级梯度提升机(spatial-temporal attention mechanism bi-directional long short-term memory network and light gradient boosting machine,STA-BiLSTM-LightGBM)的多步预测软测量模型。首先训练STA-BiLSTM,时空注意力机制从时间和空间维度为输入特征分配权重,BiLSTM捕捉数据时序特征;其次使用BiLSTM最后一个时间步的隐状态扩充原始输入数据后,训练LightGBM,利用弱学习器迭代训练得到最优模型;进而将STA-BiLSTM和LightGBM的预测输出按照误差倒数法变权求和得到预测结果。最后将该方法在工业数据集上仿真验证,结果表明组合模型预测效果优于BiLSTM和LightGBM,且随着预测步数增大,仍保持较高的预测精度。     

基于改进深度强化学习的乙烯裂解炉操作优化

乙烯裂解炉是乙烯生产的核心,对其生产操作优化的研究在提高乙烯工厂生产水平和经济效益方面具有重要意义。裂解炉中的裂解过程具有高维度、多模态和非线性的特征,传统优化方法难以实现根据工况变化的操作优化。针对上述问题,提出基于改进TD3深度强化学习算法的乙烯裂解炉操作优化,首先结合裂解过程将裂解炉一个运行周期内的操作策略视为顺序决策,利用实际生产过程数据和人工神经网络对裂解炉生产过程建模作为强化学习智能体交互的环境,然后引入多评价网络机制估计动作价值,有效缓解TD3训练缓慢和策略保守的现象,最后应用该算法求解乙烯裂解炉生产操作优化问题得到有效的优化策略,验证了所提算法的有效性。实验结果表明,所提出的操作优化策略显著提高了裂解炉主要产物的收率。     

玉米秸秆在水泥厂中应用的可行性分析

水泥行业作为高耗能产业，煅烧能源主要以化石燃料为主；随着化石燃料不断减少，寻找可替代燃料尤为迫切。本文分析和论证了玉米秸秆替代分解炉部分原煤作为水泥生产燃料的可行性。经过计算和分析，熟料生产线窑尾热量替代率可达13.16%，且玉米秸秆灰分掺加到水泥熟料中，不会影响熟料煅烧质量；利用玉米秸秆作为燃料既能合理利用资源，变废为宝，又能减少因原煤燃烧产生的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等污染物排放，同时还能降低生产成本，增加企业利润和提高农民收入，具有良好的生态环境效益和经济效益。     

基于最大信息系数的分组支持向量数据描述故障检测

工业过程的众多变量之间往往存在着复杂的相关关系，传统的故障检测模型通常会忽略不同变量间相关性的差异，对不同相关关系的变量采用相同的特征提取方法，从而导致检测效果欠佳。针对以上问题，提出了一种基于最大信息系数的分组支持向量数据描述故障检测模型，首先计算变量间的最大信息系数矩阵，按照相关性的不同对变量进行分组，再通过最大信息系数为模型混合核函数中高斯核与多项式核的权重分配提供理论指导，从而分别为各组建立不同的支持向量数据描述检测模型，完成最大信息系数与支持向量数据描述的紧密结合，最终实现分布式故障检测。通过仿真对比，验证了该模型的可行性与有效性。     

OLSR路由协议改进研究

优化链路状态路由协议（Optimized Link State Routing,OLSR）是Ad Hoc网络中的一种先验式的链路状态路由协议，在该协议基础上，通过在HELLO消息中加入二跳邻节点信息进行一跳广播，节点能获取所有的二跳邻节点及三跳邻节点，从二跳邻节点中选出中继节点（称之为多点二级中继节点MPL2R）覆盖三级邻节点，再从一跳邻节点中选出中继节点（称之为一级中继节点MPL1R，即原来的MPR）,MPL2R和MPL1R完成了对所有的二跳和三跳邻节点的覆盖。修改TC消息内容，并改进MPR节点选择算法。通过对OLSR路由协议的改进，增加了路由开销，但从全局看，最后计算出的路径更接近全局最优。     

基于自适应谱方法的裂解炉烧焦模型化简策略

炉管烧焦是乙烯裂解炉的重要操作，准确的烧焦模型是优化控制烧焦过程、提高烧焦效率的重要前提。常见的烧焦过程机理模型为偏微分方程的形式，具有无穷维、时空耦合的特点，计算复杂度高，难以满足实时优化和控制对轻量级模型的需求。为此提出一种基于自适应谱方法的乙烯裂解炉烧焦过程轻量级模型化策略。首先，针对炉管生焦与烧焦过程焦层变化特点，将炉管自适应划分为有焦段和无焦段。其次，使用Legendre多项式作为空间基函数分别对有焦段和无焦段分布参数近似降维，建立烧焦过程控制输入与炉管内焦层厚度分布、温度分布的时间维系数的集中参数模型，避免因直接使用谱方法近似拟合带局部特征的分布参数系统而产生较大误差的问题。