基于分阶段的LSSVM发酵过程建模

发酵过程建模是研究微生物发酵的重要课题,基于模型可实现被测参量的软测量、系统的优化控制。鉴于引入混合核函数的最小二乘支持向量机在过程建模中具有优良表现,采用基于混合核函数的最小二乘支持向量机建模。但由于发酵过程周期较长,最小二乘支持向量机的全局模型预测精度难以保证,算法复杂度很高,因此提出一种分阶段建模方法。首先,选择表征阶段特性的辅助变量,利用模糊C均值聚类算法对样本数据聚类,将发酵过程分成不同的阶段,然后为各个阶段分别建立最优混合核最小二乘支持向量机局部模型,最后将局部模型合成构成过程的完整模型。将此方法应用于青霉素发酵过程和重组大肠杆菌发酵过程中,验证了该方法的有效性。     

基于模糊核聚类的乙烯裂解深度DE-LSSVM多模型建模

乙烯裂解深度的建模与控制对于裂解炉的实时优化具有重要意义。针对石脑油原料组分复杂、油品特性波动大等状况,采用模糊核聚类对石脑油数据库进行最优划分,建立最小二乘支持向量机的多模型,对于最小二乘支持向量机中模型的参数选取,利用差分进化算法进行参数寻优,提高了模型的精度和泛化能力。通过对现场数据的建模实验,结果表明：基于模糊核聚类的乙烯裂解深度最小二乘支持向量机多模型跟踪性能良好,预测精度较高。     

用于水泥熟料fCaO预测的多核最小二乘支持向量机模型

针对水泥熟料游离氧化钙(fCaO)含量预测模型辨识的问题,考虑到单一核函数无法显著提高模型精度,采用多项式核函数、指数径向基核函数和高斯径向基核函数组合构建等价核的方法,建立了多核最小二乘支持向量机水泥熟料fCaO预测模型。同时,利用改进的粒子群优化算法对多核最小二乘支持向量机模型的6个待确定参数进行迭代寻优,避免了模型参数人工选取的盲目性。最后将基于改进粒子群的多核最小二乘支持向量机模型应用于熟料fCaO含量的实例仿真。结果表明,建立的水泥熟料fCaO含量预测模型精度高、泛化能力强。     

用于水泥熟料fCaO预测的多核最小二乘支持向量机模型

针对水泥熟料游离氧化钙(fCaO)含量预测模型辨识的问题,考虑到单一核函数无法显著提高模型精度,采用多项式核函数、指数径向基核函数和高斯径向基核函数组合构建等价核的方法,建立了多核最小二乘支持向量机水泥熟料fCaO预测模型。同时,利用改进的粒子群优化算法对多核最小二乘支持向量机模型的6个待确定参数进行迭代寻优,避免了模型参数人工选取的盲目性。最后将基于改进粒子群的多核最小二乘支持向量机模型应用于熟料fCaO含量的实例仿真。结果表明,建立的水泥熟料fCaO含量预测模型精度高、泛化能力强。     

基于PSO-LS-SVM的主蒸汽流量测量

为提高火电机组主蒸汽流量的测量精度,提出了最小二乘支持向量机的建模方法,同时利用粒子群优化算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,按照机理分析选择相应的运行参数作为输入,利用该模型对主蒸汽流量进行预测计算。计算结果表明:利用粒子群优化最小二乘支持向量机的建模方法提高了主蒸汽流量的测量精度。     

基于LSSVM的溶剂油分离建模方法研究

针对传统支持向量机和单一模型建模的缺点,利用某炼油厂溶剂油分离过程中二侧线流量作为建模对象,对最小二乘支持向量机集成学习方法进行了研究。首先利用自适应系数加权模糊(AWFCM)聚类算法对训练样本进行聚类;然后对每一类数据使用最小二乘支持向量机建立子模型,并使用PLS合成函数得到最小二乘支持向量机集成模型;最后通过仿真实验来验证最小二乘支持向量机集成模型预测的精确性。结果表明,该算法在预测精度上有了较大的提高,对过程控制系统中分离效果的预测具有重要指导意义。     

混沌最小二乘支持向量机及其在发酵过程建模中的应用

针对青霉素发酵过程的参数检测存在不确定因素,提出一种基于混沌最小二乘支持向量机的青霉素浓度预测方案。采用混沌优化算法对最小二乘支持向量机参数进行寻优,建立了一种混沌最小二乘支持向量机模型。首先,利用该模型对两种常规非线性函数曲线进行了仿真回归,结果表明,算法具有良好的建模精度;其次,基于Pensim仿真平台,运用文中方法预测青霉素发酵过程的产物量,实验仿真表明混沌优化算法具有良好的全局优化性能,在参数选择中可以有效避免陷入局部最小值,基于混沌优化的最小二乘支持向量机具有较高的建模精度。     

基于人工蜂群算法优化LSSVM的蒸汽干度软测量

为了提高蒸汽干度测量的精确性,提出了基人工蜂群优化最小二乘支持向量机的干度软测量模型。首先利用人工蜂群算法对最小二乘支持向量机的核参数进行参数优化,然后利用优化后的最小二乘支持向量机干度测量模型对干度进行软测量,软测量结果表明基于人工蜂群优化的最小二乘支持向量机的测量效果满足了精度要求。最后运用最小二乘支持向量机和BP神经网络模型对干度进行了软测量,结果表明:基于人工蜂群优化的最小二乘支持向量机软测量模型具有测量精度高,测量稳定性好的优点。     

基于最小二乘支持向量机的MIMO线性参数变化模型辨识及预测控制

将现有的面向单输入单输出系统的基于最小二乘支持向量机的参数变化模型辨识算法(SISO-LSSVM-LPV), 推广到多输入多输出系统, 实现了面向多输入多输出系统的基于最小二乘支持向量机的参数变化模型辨识算法(MIMO-LSSVM-LPV), 进一步结合基于遗传算法的预测控制算法(GA-MPC), 提出并实现了MIMO-LSSVM-LPV+ GA-MPC的建模控制一体化新架构。仿真结果表明, 该辨识算法可逼近复杂非线性MIMO系统, 辨识精度高, 并且保留了线性回归低计算量的优点, 结合了GA的MPC可实现最优控制量的在线实时寻优, 并取得了良好控制效果。     

基于PSO优化LS-SVM的气液两相流干度软测量

对标准孔板进行改进,设计了一种流出特性较好的锥形孔板。将锥形孔板压差脉动特性的经验公式与经过粒子群算法优化的混核最小二乘向量机模型结合,建立了气液两相流干度的软测量模型。该模型的优点是采取径向基核函数和多项式核函数的混合核函数兼顾了局部和全局的拟合能力,且通过对传统最小二乘向量机模型的参数优化,可减少对初始点和样本数量的依赖。实验结果表明,该预测方法可行,且比未经过优化的最小二乘支持向量机模型和经过优化的单核最小二乘向量机模型的泛化能力强,具有实际工程意义。     

基于最小二乘支持向量机的非线性补偿器

针对工业过程中普遍存在的非线性被控对象,通过最小二乘支持向量机对系统的模型偏差建模,并在此基础上构造非线性补偿器.首先,采用具有RBF核函数的LS-SVM离线建立系统偏差模型,并在系统运行时不断对偏差模型进行在线修正;然后基于此模型在DMC预测控制的基础之上构建补偿器;最后成功应用于智能工厂实验室的多变量液位控制实验装置.     

基于证据框架的最小二乘支持向量机在精对苯二甲酸生产中的应用

支持向量机是一种基于统计学习理论的新型机器学习方法.本文给出一种考虑损失函数的噪声模型参数β的贝叶斯证据框架最小二乘支持向量机回归算法,通过贝叶斯证据框架自动调整正则化参数和核参数,更好地实现了最小化误差和模型复杂性之间的折中.将提出的算法用于精对苯二甲酸（purified terephthalic acid,PTA）生产过程中的关键指标对羧基苯甲醛（4-carboxybenzaldhyde,4-CBA）含量的预测中,能很好地跟踪4-CBA含量的变化趋势,泛化能力较强,为4-CBA含量的实时预测提供了很好的解决方案.     

基于GMC(1,N)的聚丙烯熔融指数预报

引言聚丙烯是以丙烯单体为主聚合而成的一种合成树脂,是五大通用塑料之一,是塑料工业中的重要原料。世界丙烯的50%、我国丙烯的65%都用来生产聚丙烯。熔融指数(简称MI)是在一定温度、一定压力、一定负荷下,熔体在10min内通过标     

一种基于时序误差补偿的动态软测量建模方法

针对目前静态软测量建模方法无法反映工业过程动态信息,造成预测模型精度低、鲁棒性差等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和自回归-滑动平均模型(ARMA)的软测量建模方法。首先,建立了基于LS-SVM的软测量模型,利用ARMA模型对预测误差的动态估计,通过增加动态校正环节,实现了对静态模型的动态校正以改善系统动态响应特性。最后将上述方法用于乙烯精馏过程中乙烷浓度的软测量建模,仿真结果表明:与单一使用LSSVM模型相比,该方法具有跟踪性能好、泛化能力强等优点,是一种有效的软测量建模方法。     

Die DC-Trennung von isomeren und natürlichen Triglycerid-Gemischen

TLC-Separation of Mixtures of Isomeric and Natural Triglycerides Triglycerides can be separated by reverse phase as well as by argentation chromatography. In both of these methods critical pairs are formed whose separation can be effected to a large extent by a combination of the two methods. However, isomeric triglycerides can not be separated by the latter procedure. According to their structure, the isomeric triglycerides can be classified into positional isomers, geometric isomers, isomers having the same number of double bonds and C-atoms but containing different fatty acids, and glycerides containing the positional isomers of unsaturated fatty acids. The difficulties involved in the separation of these isomers are pointed out and examples for the TLC-separation of triglycerides of each class are shown. In addition to the resolution of model substances, the TLC-separations of cottonseed, sunflower, olive, peanut and palm kernel oils are given.     

一种基于多模型融合软测量建模方法

针对锌湿法冶炼净化过程中钴离子浓度LS-SVM软测量建模方法精度低的问题,将最小二乘支持向量机（LS-SVM）和自回归滑动平均模型（ARMA）融合建立钴离子浓度融合软测量模型,首先通过离子浓度序列的小波变换获得序列的低频和高频子序列,对各子序列分别进行相空间重构,并在相空间中分别建立最小二乘支持向量机模型,然后将各模型的输出利用小波重构整合得到钴离子基于LS-SVM软测量结果,利用自回归滑动平均模型对基于LS-SVM模型输出误差信息进行建模,通过对两个模型的融合,获得融合模型的软测量估计值。将该方法应用于锌液净化除钴段入口钴离子浓度的软测量,结果表明该方法比单一的LS-SVM方法具有更好的泛化性能和测量精度,显示出良好的应用潜力。     

基于改进的LS-SVM测量油气两相流空隙率

利用ECT电容传感器提供的电容测量值,基于改进的最小二乘支持向量机(LS-SVM),提出了一种油气两相流空隙率测量的新方法.运用该方法测量空隙率时,以ECT电容传感器获取的66个独立电容值作为空隙率模型的输入,计算即可得空隙率.建模阶段,针对LS-SVM使用中存在的问题,首先运用训练数据筛选技巧,对LS-SVM进行稀疏化改进,接着引入实数编码的遗传算法(RC-GA)优化LS-SVM参数,然后运用改进后的LS-SVM和基于RC-GA的参数选取方法建立空隙率测量模型.所提出的空隙率测量方法省去了常用ECT方法测量空隙率时的复杂耗时的图像重建过程,提高了空隙率测量的实时性.实验结果表明,提出的LS-SVM改进和参数优化方法是有效的,提出的空隙率测量方法具有实时性佳的优点,测量精度满足实际应用要求.     

稀疏核局部保持投影及其在非线性过程故障检测中的应用(英文)

Locality preserving projection (LPP) is a newly emerging fault detection method which can discover local manifold structure of a data set to be analyzed, but its linear assumption may lead to monitoring performance degradation for complicated nonlinear industrial processes. In this paper, an improved LPP method, referred to as sparse kernel locality preserving projection (SKLPP) is proposed for nonlinear process fault detection. Based on the LPP model, kernel trick is applied to construct nonlinear kernel model. Furthermore, for reducing the computational complexity of kernel model, feature samples selection technique is adopted to make the kernel LPP model sparse. Lastly, two monitoring statistics of SKLPP model are built to detect process faults. Simulations on a continuous stirred tank reactor (CSTR) system show that SKLPP is more effective than LPP in terms of fault detection performance.     

基于多尺度核JYMKPLS迁移模型的间歇过程产品质量的在线预测方法

针对过程数据不足,且具有强非线性和多尺度特性的新间歇过程,结合迁移学习方法与多尺度核学习方法的优势,提出了一种基于多尺度核JYMKPLS（Joint-Y multi-scale kernel partial least squares）迁移模型的间歇过程产品质量在线预测方法。该方法首先通过迁移学习利用相似源域的旧过程数据提高新间歇过程建模效率和质量预测的精度。然后,针对间歇过程数据的非线性和多尺度特性问题,引入了多尺度核函数以更好地拟合数据变化的趋势,从而提高模型的预测精度。此外,提出模型在线更新和数据剔除,通过在线持续改善迁移模型对新间歇过程的匹配程度,以消除相似过程间的差异性给迁移学习带来的不利影响,从而不断地提升预测精度。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,结果表明,与传统的数据驱动建模方法相比,本文所提方法能够有效提高建模效率和预测精度。     

近红外光谱的ELM校正模型测定柴油凝点

为了简便、快速地测定柴油凝点,建立了一个基于ELM算法的近红外光谱校正模型。首先选择KS法按4:1划分样本集,并以"一阶导数+矢量归一化"方法进行光谱预处理;以校正集数据训练ELM模型并进行参数优化后,代入测试集光谱数据完成预测。通过136个柴油样品数据建模验证,结果表明用近红外光谱的ELM校正模型测定柴油凝点是完全可行的,且其准确度、稳健性和速度均优于PLSR模型和LS-SVM模型。