一种动态校正的AGMM-GPR多模型软测量建模方法

工业过程常常是强非线性的,并有多个工况,传统的软测量方法存在预测能力差,不能有效利用误差信息等缺点.为了有效解决这些问题,提出一种基于自适应高斯混合模型-高斯过程回归(AGMM-GPR)的多模型动态校正软测量建模方法.首先,通过贝叶斯信息准则构建自适应高斯混合模型(AGMM),得到优化的子模型个数;然后,利用GPR方法建立各局部模型,当新的数据到来时,将其隶属于各局部模型的后验概率和预测值融合得到多模型输出;最后,为了进一步提高模型的精度,构建自回归积分滑动平均(ARIMA)模型对多模型输出进行动态反馈校正.通过数值仿真和硫回收装置(SRU)中H2S浓度的估计,验证了所提方法具有良好的预测精度和泛化性能.     

混合高斯过程回归模型在铁水硅含量预报中的应用

为了提高基于高斯过程回归的软测量模型的预测精度,提出了一种混合高斯过程回归模型。该模型将高斯过程回归模型预测输出值的方差及其分布作为主要考虑因素,对多个高斯过程回归模型的输出值进行组合输出,获得了比单个高斯过程回归模型更高的预测精度和更强的模型鲁棒性。将该模型实用于高炉铁水硅含量预报模型的建模,获得了比使用单个高斯过程回归模型建模时更好的应用效果。     

一种基于Bagging算法的高斯过程集成建模方法

针对单一高斯过程在化工过程软测量建模中存在估计精度不高的问题,利用Bagging和高斯过程回归算法,提出一种基于Bagging算法的集成高斯过程软测量建模方法.该算法使用Bagging技术从训练样本集中选取若干子训练样本集,利用该若干子集形成多个高斯过程模型,并通过加权组合方式进行集成,得到最终的模型输出.将该方法应用...     

基于ARMA模型的粗糠醇精馏过程软测量建模方法

针对粗糠醇精馏过程存在的非线性时变及建模数据的影响持续性不易确定,导致软测量模型预测准确性低的问题,提出一种基于ARMA模型的粗糠醇精馏过程软测量建模方法。构建了粗糠醇精馏过程的自回归滑动平均(Autoregressive Moving Average, ARMA)模型,将建立好的ARMA模型与软测量建模方法相结合,提出基于ARMA-LSSVM的软测量建模方法。基于粗糠醇精馏过程实际数据分别建立了ARMA-LSSVM与LSSVM的软测量模型并进行了对比分析,分析结果表明:本文提出的基于ARMA模型的粗糠醇精馏过程软测量建模方法,可以有效提高粗糠醇精馏过程软测量模型的数据预测精度。     

一种带奇异点检测和补偿的GPR在线软测量方法

针对软测量方法实际应用中查询样本可能出现奇异点这一问题,提出一种带奇异点检测和补偿的高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)在线软测量方法。该方法首先对训练样本利用高斯过程回归方法进行建模,得到软测量模型;然后对新来查询样本采用改进拉依达准则进行奇异点检测,当新来查询样本被确定为奇异点时,利用辅助模型进行修补,然后再利用软测量模型对修补后查询样本点进行预测;否则,直接对新来查询样本点使用软测量模型进行预测,此方法能够有效确保新来查询样本点的有效性。通过对实际硫回收过程的数据进行实验仿真,进一步验证了所提方法的有效性。     

基于非高斯信息的JITL软测量模型

为了有效监控具有非高斯数据特性的工业过程,提出了一种新的基于非高斯信息的JITL(Just-In-Time Learning)软测量模型.首先通过非高斯非相似度测量选择JITL局部建模样本;然后建立局部ICA-PLS回归模型实现工业过程质量变量监控.该方法从局部建模样本选择到局部回归模型建立能够有效处理工业过程数据的非高斯特性,并且保留了JITL建模的优点,能够有效地处理工业过程时变特性以及非线性.通过硫回收处理过程的应用,验证了方法的有效性.     

基于IRLS-ELM生物发酵在线软测量建模方法

为解决生物发酵过程中生物量浓度难以在线测量的问题,提出一种基于改进的最小二乘正则化极限学习机(IRLS-ELM)软测量建模方法并将其应用于红霉素发酵过程生物量浓度的在线预测中.根据误差反馈原理,将训练误差作为输入建立带反馈的神经网络,以提高模型预测精度.并将加权最小二乘法引入到ELM中改进其数学模型,削弱离群点或者不稳...     

基于核主元分析和动态递归模糊神经网络的软测量建模

针对软测量建模过程中的误差数据剔除、特征提取,及模型的动态辨识问题,提出基于核主元分析和动态递归模糊神经网络软测量建模方法.首先,利用样本间马氏距离进行样本相似程度分析,去除样本中错误数据以确保数据质量;然后利用核主元分析提取系统的非线性主元,作为动态递归模糊神经网络的输入;最后利用新样本数据训练动态递归模糊神经网络.将该方法应用于赖氨酸发酵过程的产物浓度预测,仿真结果表明该方法具有较高的预测精度,满足现场测量要求.     

基于样本稀疏化高斯过程的发酵过程软测量建模方法

提出了一种基于样本稀疏化高斯过程(GP)的发酵过程软测量建模方法。该方法将聚类和灰色关联度分析相融合，综合考虑样本点间欧式距离和各个特征向量对样本点间相似度的影响，通过剔除相似度比较大的样本点，实现训练样本集的稀疏化，降低了模型的计算复杂度。利用基于样本稀疏化的高斯过程构建青霉素发酵过程的软测量模型，同时得到青霉素浓度的预估值和表征预估值的不确定度，实验结果表明，本文所提方法与标准GP方法相比，在保证模型预测精度的前提下，减少了模型的训练时间。     

基于等压差充电时间的锂离子电池寿命预测

针对锂离子电池寿命在线预测时直接测量困难及容量再生的现象,提出一种基于等压差充电时间和改进高斯过程回归模型的电池寿命预测方法.建立了具备不确定性表达能力的高斯过程回归模型,并采用组合核函数与粒子群算法进行了模型优化.在恒流充电过程中提取等压差充电时间参数,将其作为健康因子建立了广义线性回归模型,通过预测等压差充电时间进行电池容量估计与寿命预测,根据电池充放电循环数据进行实验验证.结果表明:基于等压差充电时间的高斯过程回归模型预测方法可以预测容量非线性退化轨迹,具备较高的锂离子电池寿命预测精度及在线预测能力.