智能健康住宅监护数据分析方法的研究

智能健康住宅为缓解人口老龄化的压力和优化医疗资源配置提供了重要手段。其特点是在家庭环境下提供各项生命体征参数监测,并对监护数据自动分析处理。本文提出了以时序建模为基础的分析方法。此方法由三个部分构成,包括模型辨识、模型更新、以及基于模型的预报区间确定。模型阶数基于最终预报准则确定,使得模型能更好的符合观测数据。基于自适应滤波器算法对模型参数进行在线更新,确保模型能更好的描述监护数据的动态特性。根据建模结果,作前向30步预报,确定预报区间。从而实现对监护数据中的平稳、异常值、以及状态变化三种特征模式的识别。通过应用PhysioNet中的三组数据集进行实验研究。实验结果表明此方法的预报结果准确,能实现对于智能健康住宅中连续监测获得的数据进行在线分析。     

一种基于I/O数据的多模型建模方法

针对复杂非线性系统,提出了一种基于I/O数据的多模型建模方法.首先,利用模糊划分对输入数据进行在线聚类;然后,采用最小二乘法在每一个聚类点处建立一个局部模型,并利用新获得的I/O数据对局部模型的参数进行更新.该方法借鉴模糊模型中空间划分的思想,将模糊空间划分与多模型建模相结合,利用即时I/O数据对局部模型的数量以及每一个局部模型的参数进行在线更新,从而实现对复杂非线性系统的在线建模.仿真实验证明了该方法的有效性.     

基于多层感知器的异常数据实时检测方法

基于神经网络的多层感知器模型,结合滚动学习 预报机制,提出了一种异常数据实时检测方法.该方法在每个当前时刻通过最近的固定长度的历史数据训练神经网络,完成下一时刻的预报.通过神经网络模型残差,确定概率为P的置信区间.当下一时刻数据落入置信区间内,则该数据被判为正常;反之,则为异常.被判为异常的数据不再用作更新历史数据,而以相应的预报值代替.通过某300 MW燃煤火力电站实际过程数据的在线验证,结果证明了所提出方法的有效性.     

用时序在线建模法进行加工尺寸的预报控制

本文基于AR模型参数的Livenson-Durbin算法提出了一种AR模型的在线建模算法,与已有的递推最小二乘法相比,具有相同的精度,而计算量要少得多.通过对精镗孔加工尺寸预报控制的模拟计算表明,应用本文提出的在线建模方法进行加工尺寸的预报控制是完全可行的.     

基于无迹卡尔曼滤波的LSSVR在线多步时间序列预测

准确宽范围多步预测在时间序列预测应用中带来了巨大挑战.提出了一种基于最小二乘支持向量回归(LSSVR)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的在线多步预测方法,利用时间滑动窗口减小算法的计算负荷,UKF方法实现LSSVR模型参数更新以提高预测精度.当预测范围达到预定步长p时,由核宽度σ、支持值参数{α_k}_k~L_(=1)以及偏移项b所构成的模型参数通过新的测量值和UKF进行在线更新.提出的方法不仅以较少的训练数据建立在线预测模型(所需训练数据集大小为相空间维数与滑动窗口长度之和),且多步预测值的精度相比于传统方法得到进一步提高.最后,通过几个实验研究论证了提出方法的有效性和优越性.     

转炉终点锰预报模型的开发

探讨转炉炼钢终点锰预报模型的建模技术 模型分为两种 :代数学模型和人工神经网络模型 代数学模型采用多元线性回归方法建模 ,该模型简单、可视 ,但仿真结果并不理想 人工神经网络模型在选取适当输入参数的基础上 ,通过对转炉生产的历史数据进行训练 ,求得合理优化的网络权重 ,可对转炉终点锰含量进行离线预报 ,该模型的仿真结果很好 ,当预报误差精度|ΔMn|≤ 0 .0 2 5 %时 ,预报命中率超过 95 % ,为今后转炉的在线锰预报和快速出钢模型的研制提供依据和技术支持     

基于数据的多模型分数阶PID控制方法

针对复杂非线性系统,将多模型建模与分数阶PID控制相结合,设计了一种完全基于输入-输出数据的多模型在线建模控制方法.首先,利用输入-输出数据对非线性系统进行在线多模型建模;然后,针对所建立的多个局部模型,基于加权控制方式设计分数阶PID控制器.该方法将对系统的建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对系统模型的不确定性具有更好的鲁棒性,仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

基于滑模补偿的六轴机械臂RBF网络自适应控制

提出了一种基于滑模补偿的RBF网络自适应控制方法,并将其用于六轴机械臂上,实现了在模型不确定情况下高精度的位置跟踪以及快速的逼近速度.为了更好地保证其在摩擦力、外部干扰误差和参数变化等因素影响下的稳定性,采用滑模控制作为辅助控制,对系统进行鲁棒补偿,并且用模糊控制对切换增益进行时变以更好地补偿不确定项.所设计的自适应律权值不断进行在线调整,并应用Lyapunov定理验证了其稳定性.通过仿真结果和与其他文献方法进行的比较证明了所给出方法收敛速度更快、鲁棒性更强.同时也证明了在实际工程中,实际建模参数与理想值相差很大.     

工业共沸精馏塔软测量建模方法的研究与应用

针对某一工业共沸精馏塔成分估计问题，利用基于支持向量机技术的软测量建模方法，建立了恰当的工业软测量模型。利用滑动时间窗技术实时更新建模数据集，并根据预估精度决策在线优化和模型更新，提高工业软测量模型的在线估计精度。研究结果表明，基于滑动时间窗的LS—SVM软测量建模方法，是一种有效的软测量建模方法。     

基于目标函数的冷连轧轧制力模型参数自适应

为提高轧制力模型的预报精度,提出了一种基于目标函数的轧制力模型参数寻优方法该方法通过建立轧制力模型参数自适应目标函数,以变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数,采用Nelder-Mead单纯形算法对目标函数进行求解,从而获得满足轧制力精度的模型自适应系数本文提出的轧制力模型参数自适应方法已应用于某1700mm五机架冷连轧机组.现场应用表明:采用轧制力模型参数自适应后,轧制力模型计算值与实测值的均方差由不采用自适应的129%降至32%,证明该参数自适应方法能显著提高轧制力模型预报精度,满足在线控制要求.