软测量技术的新进展及其在火电厂热工过程中应用

针对火电厂热工过程中传统测量方法所面临的问题,探讨和研究了目前在火电厂热工过程中使用软测量技术的最新进展及应用。并主要通过分析燃煤电厂烟气含氧量测量的现状,提出了基于最小二乘支持向量机的软测量方法,给出了相应的系统结构和算法。     

基于混合PLS-SVM方法的双酚A软测量建模

在对复杂生产过程的软测量建模中,为了有效地处理其生产过程的非线性、多输入和数据相关性等复杂特性,提高模型的推广能力和精度,提出了一种兼备偏最小二乘和支持向量机优点的混合偏最小二乘-支持向量机方法.在对双酚A结晶塔工艺分析的基础上,将该方法应用于双酚A结晶塔软测量建模.应用结果表明,该方法在模型精度、推广能力等方面都明显优于一些传统软测量建模方法.     

基于最小二乘支持向量机的水泥粒度软测量

采用最小二乘支持向量机的方法,利用现场测量的数据,建立水泥粒度软测量模型;通过交叉验证方法优化参数,并用仿真实验验证了该方法的有效性,解决了非线性、小样本、高维数等常规测量方法难以实现的问题,实现了水泥粒度的在线测量。     

基于支持向量机的生物发酵过程软测量建模

针对最小二乘向量机的缺陷,提出了一种改进的最小二乘支持向量机回归方法.根据输入变量和样本点间欧氏距离的大小,去除回归模型中大部分的样本点,从而获得回归模型的“稀疏”特性,大大提高计算速度.同时,将这一方法应用于生物发酵过程,建立了青霉素发酵过程中产物浓度的软测量模型,实现了青霉素浓度的在线预估.仿真结果表明,这一方法为生物发酵过程中难于在线测量质量参数的实时监测提供了一个有效的手段.     

基于PCA和LS-SVM的软测量建模与应用

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现实时在线检测和高维数据处理的问题,提出了将主元分析与最小二乘支持向量机相结合的软测量建模方法,并利用该方法建立了工业阿维菌素发酵过程中的菌丝浓度软测量模型.主元分析方法的引入,有效地提高了最小二乘支持向量机软测量模型的精度和泛化能力.应用结果表明,该方法与基于径向基函数神经网络软测量模型相比具有有效性和优越性.     

基于混合建模的锅炉飞灰含碳量软测量研究

飞灰含碳量运行人员判断锅炉运行好坏和降低煤耗的一项重要指标,是指导评价锅炉燃烧优劣的依据。精确和实时地监测飞灰含碳量有利于提高锅炉燃烧控制水平,降低发电成本,提高机组运行的经济性,本论文在参阅了大量文献后,对课题的研究现状进行了分析和比较,设计了一种基于混合建模的方法构建飞灰含碳量的软测量模型。     

改进的加权最小二乘支持向量机在德士古炉温软测量中的应用

根据某企业德士古气化炉装置在线估计炉温的需要,将现场数据采样样本中的离群点分为高杠杆点和高残差点两类,将一种新的加权方法应用到最小二乘支持向量机(LS-SVM),使其对两种离群点都具有抑制作用,提高模型鲁棒性。加权最小二乘支持向量机(Weighted LeastSquare Support Vector Machine,WLS-SVM))参数的选择基于LS-SVM的最优参数,根据模型训练误差对参数进行二次寻优,进一步提高模型精度。利用测试函数验证了改进方法,对提高模型精度有明显效果;并将改进方法应用到实际生产装置的炉温软测量系统中,也取得了满意的应用效果。     

基于最小二乘-支持向量机的制粉过程煤粉细度软测量模型

煤粉细度是煤粉磨制过程控制的一个关键工艺指标,保证煤粉细度在一定范围内对于优化锅炉或回转窑的燃烧效率有着重要意义。由于煤粉细度无法在线测量,而离线化验既不能保证实时性,又容易造成煤粉泄漏污染环境,因此难以实现对煤粉细度的有效控制。该文通过对制粉过程中影响煤粉细度的因素进行分析,采用基于最小二乘-支持向量机的方法建立煤粉细度的软测量模型。通过模型误差最小的原则,确定了模型相关参数,解决了样本数量较少,常规软测量方法难以实现的问题。通过现场采集的样本数据进行的实验研究表明了该模型的有效性。     

基于最小二乘支持向量机的振动切削力软测量模型及其应用

为提高振动切削过程工件加工精度,利用最小二乘支持向量机建立振动切削力软测量模型;利用数控车床振动切削实验系统所采集数据作为最小二乘支持向量机的输入参数,振动切削力作为输出参数进行仿真分析。研究结果表明:该振动切削力软测量模型具有较高的建模精度和较强的泛化能力;对振动切削力进行软测量后,加工工件表面粗糙度平均误差可降低50%以上,圆度平均误差可降低70%以上。     

赖氨酸发酵过程关键变量多模型软测量建模及其在线监控系统设计

针对目前赖氨酸生产过程中发酵产物品质参量难以实时测量,现有软测量模型精度不高、鲁棒性差的问题,提出了一种基于ISCA-LSSVR的赖氨酸发酵过程多模型软测量方法.首先,利用改进的满意聚类算法(ISCA)将样本数据集划分为c个子集;其次,利用最小二乘支持向量回归机(LSSVR)对每个子集分别构建子模型;随后,利用粒子群优化算法和退火算法协同优化模型参数;然后,加权融合各子模型输出得到最终系统输出;最终,设计了由上位机数据处理模块和下位机数据采集模块共同组成的赖氨酸发酵过程关键变量的智能实时监控系统.试验仿真结果表明,相较于传统单一LSSVR预测模型,ISCA-LSSVR模型对产物、基质、菌体质量浓度的预测精度分别提高了5.01％、3.62％和6.78％,模型泛化能力得到了较大提高.     

非线性同伦LM算法及在软测量建模中的应用

综合同伦方法与Levenberg-Marquardt(LM)优化方法,提出了一种新型非线性同伦LM神经网络学习算法以改善现有神经网络学习算法的学习效率,分析了不同类型的过渡函数对神经网络泛化性能的影响.该算法具有稳定性强、收敛性能好的特点.结合工业过程实际要求,将提出的改进算法用于丙烯腈收率神经网络软测量建模并与几种常见建模方法比较,结果表明:基于改进算法的软测量模型具有更高的测量精度和更好的泛化性能,满足现场测量要求.     

改进的粒子群算法及其在软测量建模中的应用

提出了一种改进的粒子群算法,很好地解决了基本粒子群算法中易陷入局部最优的缺点。通过比较和分析几个标准测试函数的计算结果,改进的粒子群算法的优良性得到充分的证明。改进的粒子群算法被用于优化神经网络的结构和参数,结果表明:不但网络的结构得到控制,而且泛化性能有了较大的提高。同时,算法在优化神经网络上的有效性也在4-CBA含量的软测量建模中得到了很好的证实。     

RBF-LVLS方法用于甲醇合成反应器的软测量建模

及时、准确地测定化工过程变量,对确保生产过程稳定、有效控制产品质量具有重要意义。RBF-LVLS是在分析RBF-PLS的基础上提出的新方法,它保留了RBF-PLS的优点,采用非线性的神经网络结构,又用数学方法直接求解,免去了ANN冗长的训练过程和其他诸多欠缺,同时,它所集成的LVLS方法将PLS的多个目标函数整合为因变量成分拟合误差一个,以此循环迭代求解自变量和因变量的成分及它们间的回归系数,从而使建立的模型既具有很高的预报精度和良好的稳定性,又有简洁的解析形式,便于优化等进一步的计算和处理。RBF-LVLS方法成功应用于甲醇合成反应器的软测量建模。     

基于改进量子遗传算法的小波神经网络优化及其软测量应用

针对简单量子遗传算法在优化高维问题寻优速度慢、收敛率低的缺陷,提出一种改进的量子遗传算法,通过搜索各种群中最优染色体组成当前最优个体,并依此个体来确定量子门的全局最优搜索方向.将改进算法用于优化小波神经网络,藉此建立了4-CBA浓度的软测量模型.仿真结果表明:与简单量子遗传算法相比,改进算法对复杂优化问题具有全局快速寻优性能.     

一种新的软测量方法及其工业应用

软测量是一门新兴的工业技术，它通过数学模型计算得到工程上难以检测的变量值．本文提出了一种基于模糊神经网络的软测量新方法，运用模糊集合论的知识对非线性对象进行局部模型的划分，并采用趋化性网络进行建模和模型校正．经在某炼油厂精密精馏塔的推断控制系统中的应用，表明该方法能够比较精确地建立过程模型，有效地进行模型的在线校正，而且具有灵活、简明的特点．     

基于改进GA-PLS算法的最优辅助变量选择及其在软测量建模中的应用

提出了改进的遗传算法与部分最小二乘回归相结合的最优辅助变量的选择方法。用遗传算法来选择变量时，编码方法简单，染色体的长度为候选变量的个数，每一位的取值（0或1）表示某个变量是否被选中，具有全局搜索性能的遗传算法与传统的变量选择方法相比可以比较准确地找到最（次）优解；同时部分最小二乘回归能够克服多元回归中常见的多重共线性问题，在样本点个数少于变量个数的争件下也能进行回归建模分析。用文中提出的方法建立了催化重整过程中稳定油组分的软测量模型，结果表明了本文提出的辅助变量选择方法的优越性和实用性。     

一种自确认软测量方法的研究与应用

软测量技术在过程工业中得到了广泛应用于代替或部分代替仪表的功能进行监控。但是,长期困扰软测量应用的是其鲁棒性问题。因此,提出了新型的软测量模型即自确认软测量模型。利用主元分析对输入传感器数据进行了在线校验和故障重构,不仅能确保了输入传感器(辅助变量传感器)数据的可靠性。同时,利用一定的状态参数来指示当前输入传感器的状态。此外,通过输出方差和归纳区间估计两种方法对软测量输出的不确定性进行了描述。模型的输出将不是单个预测值的输出,而是同时输出五种信息:带概率区间的输出、模型的状态(故障状态,重构状态和迷失状态等等)、不确定性、故障信息和校验输出值,并对发生故障的输入传感器进行数据重构和修复以达到模型自校验和自诊断的目的。所提出方法在污水处理过程中得到了有效应用。     

基于带扰动项粒子群算法的软测量建模

针对粒子群算法用于高维数、多局部极值点的复杂函数寻优时易陷入局部最优解现象,提出一种改进的带扰动项粒子群算法并进行收敛性分析。算法中引入进化速度因子,当粒子进化速度低于一定值时在粒子速度更新方程中添加扰动项使粒子逃离局部最优区而继续搜索。对几个复杂函数的寻优测试表明:改进算法的收敛速度、收敛精度和全局搜索性能均有显著提高。将本方法用于建立丙烯腈收率神经网络软测量建模,研究结果表明模型精度较高、泛化性能好,满足现场测量要求。