基于小波去噪的神经网络软测量在血糖浓度估计中的应用

由于皮下间隙液葡萄糖的易测性和测量过程中传感器感染血液的低风险性, 皮下间隙液一直是血糖监测的首选位置. 但皮下间隙液葡萄糖浓度的变化总是滞后于血糖浓度的变化, 而且测量过程中会引入噪声, 不能准确地估测血糖值, 针对这一问题提出了一种基于小波去噪的神经网络软测量方法. 该方法先对与血糖相关的一些辅助变量进行去噪处理, 然后用来训练神经网络, 建立血糖软测量模型. 通过对1号、2号成年人采集的仿真数据进行实验, 结果表明, 运用该方法得到的测量结果比皮下间隙液葡萄糖值具有更小的均方根误差、更好的信噪比、以及更小的测量延时.     

基于改进CS-BPNN的松茸发酵过程软测量建模

针对松茸发酵过程中关键参量难以实时在线检测的难题,提出了一种基于改进布谷鸟算法（CS）与改进BP神经网络（BPNN）相结合的松茸菌丝生物量软测量建模方法。首先采用两阶段动态发现概率法对传统CS进行改进,平衡CS的全局搜索与局部搜索能力;然后引入附加动量和动态调整学习率对BPNN进行改进,提高BPNN参量的修正精度;最后,通过CS算法获取BPNN的初始权值和阈值,并由权值修正公式（附加动量与动态学习率相结合）对权值进行动态修正。仿真结果表明,改进的CS-BPNN软测量模型在预测精度提高了6%以上,能够实现松茸发酵过程实时在线测量的需求。     

基于IBA-LSSVM的光合细菌发酵软测量

针对光合细菌(PSB)发酵过程活菌浓度难以在线检测,离线测量又存在很大延时及易染菌的问题,提出一种基于改进蝙蝠-最小二乘支持向量机(IBA-LSSVM)的软测量建模方法。本文先对BA的速度更新公式进行改进,且将差分进化算法(DE)的变异机制引入BA,增加了种群多样性,进而提升了BA算法的全局及局部搜索能力,然后构建了活菌浓度的IBA-LSSVM软测量模型,并与BA-LSSVM软测量模型进行对比。仿真结果表明,改进的模型相较于BA-LSSVM模型有着更好的学习能力和预测性能,测量误差为0.1358,可为光合细菌发酵过程的优化控制提供准确有效的指导,有一定的实际应用价值。     

基于神经网络逆的永磁同步电机自适应解耦研究

针对永磁同步电机多变量、非线性、强耦合等特性,提出一种基于神经网络逆的模型参考自适应解耦控制方法。神经网络逆系统与原系统复合成两个伪线性子系统,一个一阶磁链子系统和一个二阶转速子系统。定子电阻随温度变化而变化,进而影响磁链子系统和转速子系统的解耦控制。模型参考自适应控制方法可以通过误差调节来减小定子电阻变化对系统的影响,仿真试验结果表明该控制策略能够在定子电阻发生变化的情况下实现转速与定子磁链之间的动态解耦,并能保证系统的稳定性。     

多变量发酵过程的神经网络在线解耦控制

为提高多变量系统解耦控制的性能,提出了一种基于参考模型的神经网络在线解耦控制方法.构造神经网络实现前馈解耦,通过参考模型的输出与被控系统输出估计耦合作用对被控量的影响,由此设计神经网络权值参数学习算法,在线调整网络参数使多变量耦合系统实现解耦;对解耦后的子系统分别设计闭环控制器,以达到优良的控制性能.仿真实验结果表明,提出的解耦控制方法是简单有效的.     

基于MIV-PCA的超短期风电功率预测模型优化

为解决基于动态神经网络的超短期风电功率预测方法中预测模型输入变量多、模型复杂等问题,文中将平均影响值(MIV)和主元分析(PCA)方法相结合,对预测模型进行了优化。MIV方法表征了输入变量对输出的影响程度,可筛选出对预测输出具有最大影响的输入变量,简化预测模型,但变量的信息利用率不高。PCA法从剩余的输入变量中提取出主元,通过增加少量的主元变量提高信息利用率,弥补MIV方法的不足。数据分析及实验结果表明,通过MIV和PCA法优化的预测模型的输入变量能在获得较高的累计贡献率的同时降低模型复杂度,保留原系统的重要信息,并降低模型引入噪声的风险,使得风电功率预测精度得到显著提高。     

基于嗅觉可视化技术的眉茶等级分类方法

为了快速、准确地对眉茶等级进行分类,提出了一种基于嗅觉可视化技术的眉茶等级快速分类方法。首先,根据卟啉显色反应预实验结果,选定了12 种显色效果明显的卟啉指示剂制备嗅觉可视化传感器阵列,通过该传感器阵列与不同等级的眉茶茶汤进行反应,获取不同的特征图像。然后,对特征图像数据进行主成分分析和降维,将得到的不同维数的主成分分析结果作为输入变量,构建支持向量机（support vector machine,SVM）眉茶等级分类模型。最后,引入3 种群体智能优化算法（萤火虫算法、灰狼优化算法、布谷鸟算法）对SVM分类模型的惩罚因子c和核函数参数g进行优化。结果显示：未经优化的SVM分类模型对测试集的分类正确率为80%,所需的主成分个数为12 个;经过优化的SVM模型的分类正确率均有所提升,其中经过布谷鸟算法优化的SVM模型对测试集的分类正确率达到了93.3%,且所需的主成分个数减少为6 个。这表明应用嗅觉可视化技术能够实现对眉茶等级的分类,而通过群体智能优化算法优化SVM分类模型可以显著增强模型的性能,提高分类正确率。     

基于改进PSO-RBFNN的海洋蛋白酶发酵过程软测量

针对海洋蛋白酶（marine protease,MP）发酵过程中某些关键参量难以在线检测,离线测量存在大滞后、易染菌的问题,提出了一种基于改进的粒子群-径向基神经网络（PSO-RBFNN）的MP发酵过程软测量建模方法。首先采用指数下降惯性权重（exponential decreasing inertia weight,EDIW）策略对粒子群算法进行改进,克服了固定惯性权重和自适应惯性权重的粒子群算法易于陷入局部极小,进化后期收敛速度慢以及全局搜索能力弱的缺点;然后,采用改进后的粒子群算法对径向基神经网络连接权值进行在线优化,确定RBFNN拓扑结构;最后,根据MP发酵过程的输入/输出向量构建RBFNN软测量模型。实验仿真结果表明,EDIW策略改进的PSO-RBFNN软测量模型训练时间缩短了40%左右,模型预测精度提高了3%以上。     

一种神经网络逆系统软仪表的数据预处理方法

为了解决神经网络逆系统软仪表对噪声敏感的问题，本文提出了一种数据预处理方法。该方法先采用两步判断法对数据进行一次处理，再用滑动平均滤波方法对数据进行二次处理，有效地滤除了噪声信号，比较精确地复现了原始信号。对红霉素发酵过程中的pH值过程变量进行了实验，结果表明了该算法的有效性和可行性。     

基于改进PSO-RBFNN的海洋蛋白酶发酵过程软测量

针对海洋蛋白酶(marine protease,MP)发酵过程中某些关键参量难以在线检测,离线测量存在大滞后、易染菌的问题,提出了一种基于改进的粒子群-径向基神经网络(PSO-RBFNN)的MP发酵过程软测量建模方法。首先采用指数下降惯性权重(exponential decreasing inertia weight,EDIW)策略对粒子群算法进行改进,克服了固定惯性权重和自适应惯性权重的粒子群算法易于陷入局部极小,进化后期收敛速度慢以及全局搜索能力弱的缺点;然后,采用改进后的粒子群算法对径向基神经网络连接权值进行在线优化,确定RBFNN拓扑结构;最后,根据MP发酵过程的输入/输出向量构建RBFNN软测量模型。实验仿真结果表明,EDIW策略改进的PSO-RBFNN软测量模型训练时间缩短了40%左右,模型预测精度提高了3%以上。