OSC-PLS方法用于渣油裂解装置的软测量建模

渣油裂解反应中,影响沥青产率的因素多,反应机理十分复杂,难以建立准确的机理模型。采用基于正交投影的正交信号校正(OSC)算法对输入变量测量数据进行预处理,剔除数据中所含的与待测变量如浓度、收率等无关的噪声信息;再实施OSC与偏最小二乘(PLS)回归相结合的OSC-PLS方法,建立渣油裂解装置沥青产率的软测量校正模型。结果显示:模型精度和稳定性较非线性方法均有显著提高,而且模型所需PLS成分数减少,模型更简洁。     

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。     

基于核偏最小二乘的砷盐净化除钴过程钴离子浓度软测量

针对锌湿法冶炼砷盐净化除钴过程中钴离子浓度无法在线检测给生产优化控制带来困难的问题,建立基于机理模型和核偏最小二乘(kernel partial least squares,KPLS)参数辨识的钴离子浓度软测量模型;考虑到过程具有时变性,根据所建立的软测量模型特点,提出一种双向递归KPLS模型参数更新和滤波修正相结合的模型在线校正方法,以提高软测量模型精度;同时,采用基于主元分析和贝叶斯分类的异常值在线检测方法实现对参数辨识相关检测量的实时异常值在线检测,保证用于参数更新数据的有效性。研究结果表明:所建钴离子浓度软测量模型跟踪效果好,满足实际生产过程预测精度要求,解决了钴离子浓度无法在线检测给优化控制带来的困难,可为生产过程的优化控制提供指导。     

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IBPLS方法的软测量建模

作为一种经典的回归建模方法,偏最小二乘法(partial least squares,PLS)已被广泛的应用于软测量建模中.但是,当建模数据混有较大噪声时,采用PLS模型的预测误差以及预测误差的方差都比较大.针对PLS方法的上述缺陷与不足,本文将迭代Bagging算法引入PLS回归建模中,形成迭代Bagging PLS算法(iterated Bagging PLS,IBPLS),该方法可以减少预测误差和预测误差的方差.仿真结果表明,与传统PLS方法相比,IBPLS减小预测误差约6％.     

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。     

软测量技术

软测量技术已经广泛地应用于过程控制领域，本文提出软测量技术所包括的主要内容，并逐一对其进行介绍。     

基于改进JIT算法的软测量建模及其在污水处理中的应用

为解决污水生化处理过程中的水质参数BOD5(5天生化需氧量)难以在线监测的难题,在充分考虑污水处理过程非线性和多变量耦合的基础上,结合Jolliffe参数和数据选择算法提出了鲁棒最近相关性算法,并将其与RPLS(迭代偏最小二乘)和线性偏差补偿等算法相结合,对JIT(Just-in-Time)在线学习算法进行了改进,最后...     

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。     

一种基于高斯过程的非线性PLS建模方法

提出了一种基于高斯过程(GP)和偏最小二乘法(PLS)的非线性PLS方法(GP-PLS),以更加有效地处理过程非线性、多输入和数据共线性等复杂特性,提高模型的推广能力和精度。该方法首先采用PLS进行特征提取,再用GP建立PLS的内部模型,因而具有GP与PLS的优点。对工业丙烯腈生产过程丙烯腈收率软测量建模的应用表明,采用该方法建立的软测量模型在模型精度、推广能力等方面明显优于一些传统软测量建模方法,满足工业现场应用要求。     

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.     

球磨机制粉过程煤粉粒度FCM-SVRs软测量建模

根据多个模型相加可以提高整体预测精度和鲁棒性的思想,提出了一种基于模糊C均值聚类(FCM)算法的煤粉粒度多最小二乘支持向量机回归(MLS-SVRs)软测量模型.采用变长度染色体的遗传算法同时优化模糊聚类数和聚类中心,每种聚类子集用LS-SVRs进行局部模型的建立和训练,再用模糊聚类后产生的隶属度将各子模型的输出加权求和得到最后软测量结果.仿真结果表明该软测量模型具有更好的泛化结果和预测精度,可以满足煤粉制备过程实时控制的在线软测量要求.     

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.     

基于模糊c均值聚类的多模型软测量建模

根据几个模型相加可提高模型的预测精度及鲁棒性的思想,提出了一种非线性软测量建模的新方法。即先用模糊ｃ均值聚类将训练集分成具有不同聚类中心的子集,每一子集用ＲＢＦ网络或部分最小二乘法进行训练得出子模型,再用模糊聚类后产生的隶属度将各子模型的输出加权求和得到最后结果,此算法通过一个复杂非线性函数的仿真建模和一个分馏塔柴油倾点软测量建模的工业实例研究,结果表明比其它算法具有更好的泛化结果和预报精度,具有     

基于Tri-training MPLS的半监督软测量模型

随着污水处理过程日趋复杂,易测量变量和难测量变量的比例严重失衡,传统的监督性软测量建模方法已经无法满足需求.针对这一问题,提出了一种新的半监督学习的软测量模型?Tri-training MPLS模型.首先将标记数据均分为相互独立的3个部分,并由这3个相互独立的标记样本子集选择置信度高的未标记样本训练模型,提高模型的预测...     

基于改进的GA-LSSVM的软测量建模方法

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现在线测量的问题,提出了一种改进的最小二乘支持向量机(IGA-LSSVM)的软测量建模方法.该方法采用核独立分量分析(KICA)对高维数据进行特征提取,利用改进的最小二乘支持向量机进行建模.该方法既利用了最小二乘支持向量机求解速度快的特点,又利用了自适应遗传算法强大的全局搜索能力,增强了模型的自适应性.用该方法建立柴油凝点的软测量模型,结果表明,基于IGA-LSSVM方法建立的软测量模型具有较高的预测精度和泛化能力.     

偏最小二乘回归在大气污染预报建模中的应用

本文利用西安市城区2005年1月至2007年12月逐日SO2大气环境质量浓度和同期地面气象要素资料,从空气污染扩散方程出发,经过简化推导,利用偏最小二乘回归方法进行了西安市SO2空气污染预报的动力学统计模型的研究。     

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.     

基于多模型模糊核聚类方法的污水处理过程软测量建模

针对污水处理过程高度非线性及强耦合性的特点,基于多个模型的组合可以提高模型精度和鲁棒性的思想,提出了一种基于模糊核聚类的多最小二乘支持向量机的软测量建模方法。该方法根据不同工况使用模糊核聚类算法对输入数据进行聚类划分,针对每个聚类子集用最小二乘支持向量机方法建立子模型,最终通过子模型切换策略得到系统输出。在污水处理过程仿真平台展开验证工作,对生化需氧量BOD的软测量进行建模,获得了良好的实验结果。