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对多模型融合建模方法在过程工业软测量中的研究进展进行了系统总结。根据整体模型中子模型的不同,多模型融合建模方法主要可分成数据驱动融合建模方法和半参数建模方法。详细介绍了数据驱动融合建模方法和半参数建模方法的设计思想和国内外研究现状,分析了各类方法的优缺点,并提出了相应的改进方向。根据过程数据处理方法的不同,将数据驱动融合建模方法分为集成学习和聚类分析。根据模型结构形式的不同,将半参数建模方法分为串联结构和并联结构。最后对多模型融合建模方法的未来研究方向进行了展望,期望今后的研究工作能在改进数据驱动模型融合技术、提高半参数模型外推能力和解决双率数据问题等方面取得突破性进展,并指出采用多模型融合建模方法建立基于多源信息融合的软测量模型是实现过程工业中难测变量在线估计的有效方法。 相似文献
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神经元网络建模与软测量技术 总被引:22,自引:4,他引:18
本阐述了神经元网络建模与软测量技术,并且用径向基函数神经元网络对两种典型化工对象进行了建模,结果证明用RBF网络完全可以实现软测量模型。 相似文献
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结合工业萘初馏塔关键质量指标估计问题,提出了采用高斯过程(GP)建立复杂工业过程软测量方法。将自动相关确定(ARD)原理与GP模型结合进行软测量模型辅助变量选择,通过建立GP软测量模型,同时得到关键质量指标估计值和相应的预测不确定度,有效解决了现有软测量建模方法不能给出估计值的测量不确定度的问题。研究表明,GP软测量模型不仅能自动选择辅助变量,而且还具有较高的估计精度和较小的测量不确定度,能够更好地满足工业现场对测量可靠性的要求。 相似文献
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化工软测量技术研究进展 总被引:2,自引:0,他引:2
详细说明了软测量技术的含义以及软测量系统的组成。在此基础上,介绍了软测量技术中基于机理分析建模、应用状态观测器建模、应用统计分析建模、神经元网络、模糊技术、以及支持向量机的智能建模等软测量建模理论方法和最新研究成果,之后介绍了小波分析、推断控制算法在软测量数据处理中的应用,最后介绍了基于虚拟仪器开发平台的软测量系统实现技术。 相似文献
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化工过程通常具有非线性、时变以及多产品等特性。针对上述特点,在集成学习框架下建立自适应软测量模型。首先,面向具有多个产品的化工对象,借助k近邻法,以统计假设检验理论为依据,提出一种自适应局部化方法,获得多样性程度高的局部模型集合。然后,根据未知样本量化局部模型的泛化能力,通过选择性集成方法获得主导变量的估计值。此外,为了对主导变量估计值的精度进行评估,基于局部模型泛化误差,给出一种通用性高的模型性能评价方法。在仿真的盘尼西林生产过程上的运行结果验证了所提方法的有效性。 相似文献
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为了提高模型的精确度,建模分析得到的数据需要经过处理,以进一步消除噪声并降低随机因素的影响。利用卡尔曼滤波器对某石化厂支持向量机模型进行校正,达到了预期效果。仿真实验表明:卡尔曼滤波器在测量数据处理中有明显的去噪效果,在软测量模型校正中应用此方法,可以有效提高模型的精确度和可靠性。 相似文献
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Data-driven soft sensing approaches have been a hot research field for decades and are increasingly used in industrial processes due to their advantages of easy implementation and high efficiency. However, nonlinear and time-varying problems widely exist in practical industrial processes. Just-in-time learning (JITL) was proposed to solve these problems and has attracted great attention in practical applications. To present a comprehensive review of JITL-based soft sensor studies and provide detailed technical guidance for new researchers, this paper introduces the recent research on JITL-based soft sensor modelling methods in the industrial process from three aspects: similarity criterion, sample subset, and local model, which include the whole process of establishing a JITL-based soft sensor. Moreover, the future research and innovation directions of JITL-based soft sensors in industrial processes are also prospected. 相似文献
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针对工业过程中普遍存在的时延特性和动态特性,提出一种基于联合互信息的动态软测量方法.以联合互信息最大化作为准则,从各辅助变量的历史输入数据矩阵中选取一个连续子变量集,组成包含过程时延信息和动态信息的新数据集,进而确定各辅助变量的时延参数、历史数据长度.各辅助变量参数完全基于过程历史数据确定,与后续软测量模型的建立无关,因此建立动态软测量模型的形式可根据对象非线性程度自主选择.针对实际脱丁烷塔塔底丁烷浓度软测量的仿真研究验证了方法的有效性. 相似文献
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提出一种基于泄漏积分型回声状态网络(LiESN)的软测量动态建模方法,给出LiESN的岭回归离线学习算法与递推最小二乘(RLS)在线学习算法。通过引入正则化系数,岭回归离线学习算法可有效地控制输出权值的幅值,改善ESN的预测性能。RLS在线学习算法能适应大数据集的处理,满足过程建模实时性的需求。将基于LiESN的软测量方法分别用于预测脱丁烷塔底部丁烷组分的含量及计算硫回收装置中尾气的组成,实现对精炼厂相关产品质量的实时监控,并采用模型残差的四图分析对建模性能进行评价。在同等条件下,与基本的ESN网络以及支持向量机(SVM)等软测量建模方法进行了比较,结果表明,所提出的LiESN方法取得了很好的预测性能,计算精度满足工业生产的实际要求。 相似文献
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Most traditional soft sensors are built upon the labeled dataset that contains equal numbers of input and output data samples. However, the output variables that correspond to quality variables and other important controlled variables are always difficult to obtain in chemical processes. Therefore, we may only obtain the output data for a small portion of the whole dataset and have much more input data samples. In this article, a semisupervised method is proposed for soft sensor modeling, which can successfully incorporate the unlabeled data information. To determine the effective dimensionality of the latent space, the Bayesian regularization method is introduced into the semisupervised model structure. Two industrial application case studies are provided to evaluate the feasibility and efficiency of the newly developed probabilistic soft sensor. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011 相似文献
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针对传统最小二乘支持向量机非稀疏化解问题,提出了基于遗传算法的最小二乘支持向量机稀疏化及参数优化方法,稀疏化的基本思想是给训练样本赋予一个概率值,将概率值小于0.5的样本作为测试样本,从而将总的训练样本集分成测试样本集和保留的训练样本集。定义了包括稀疏率、训练误差及测试误差在内的适应度函数。种群个体的前N维表示每个样本对应的概率,后m维表示要优化的参数。通过选择、交叉和变异操作对所有参数进行整体优化,取适应度最小的个体对应的保留的训练样本及优化参数建立最小二乘支持向量机模型。并用该方法用于PX氧化过程4-CBA含量的软测量中,工业数据仿真结果表明,用本文提出的方法稀疏化率达到87%,核参数选取自动完成,与稀疏前建立的模型相比推广能力更高。 相似文献
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Traditionally, data‐based soft sensors are constructed upon the labeled historical dataset which contains equal numbers of input and output data samples. While it is easy to obtain input variables such as temperature, pressure, and flow rate in the chemical process, the output variables, which correspond to quality/key property variables, are much more difficult to obtain. Therefore, we may only have a small number of output data samples, and have much more input data samples. In this article, a mixture form of the semisupervised probabilistic principal component regression model is proposed for soft sensor application, which can efficiently incorporate the unlabeled data information from different operation modes. Compared to the total supervised method, both modeling efficiency and soft sensing performance are improved with the inclusion of additional unlabeled data samples. Two case studies are provided to evaluate the feasibility and efficiency of the new method. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J 60: 533–545, 2014 相似文献
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复杂化工过程的观测数据往往同时包含非线性和强动态特性,而传统的化工过程软测量方法无法准确提取观测数据的非线性动态特征,以至影响数据建模和质量预报的准确性。提出了一种基于变分自编码器的深度融合特征提取网络(deep fusion features extraction network, DFFEN)。在变分自编码器框架下,通过构建潜隐特征信息传递通道,提取非线性动态潜隐变量。并利用自注意力机制(self-attention)融合关键的隐层信息,优化因信息传递通道过长而导致的潜在特征被遗忘的问题。此外,在后端网络构建潜隐变量和关键质量变量之间的回归模型,以实现关键质量变量的预报。最后,通过数值案例和实际的合成氨过程验证了所提出的DFFEN模型的可行性和有效性。 相似文献
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复杂化工过程的观测数据往往同时包含非线性和强动态特性,而传统的化工过程软测量方法无法准确提取观测数据的非线性动态特征,以至影响数据建模和质量预报的准确性。提出了一种基于变分自编码器的深度融合特征提取网络(deep fusion features extraction network, DFFEN)。在变分自编码器框架下,通过构建潜隐特征信息传递通道,提取非线性动态潜隐变量。并利用自注意力机制(self-attention)融合关键的隐层信息,优化因信息传递通道过长而导致的潜在特征被遗忘的问题。此外,在后端网络构建潜隐变量和关键质量变量之间的回归模型,以实现关键质量变量的预报。最后,通过数值案例和实际的合成氨过程验证了所提出的DFFEN模型的可行性和有效性。 相似文献