改进麻雀搜索算法的RBF神经网络水质预测

针对污水处理过程中化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)难以在线测量的问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的软测量模型.首先,用污水处理厂实测数据挑选出与COD相关的过程变量作为输入变量;其次,基于RBF神经网络建立出水COD软测量模型,利用自适应遗传算法改进的麻雀搜索算法(adaptive genetic algorithm improved sparrow search algorithm, AGAISSA)优化RBF神经网络的中心值、宽度值以及权值,通过改进麻雀位置更新公式以及引入遗传算法中的自适应交叉和变异操作保证了软测量模型的精度;最后,将RBF神经网络的软测量模型应用于污水处理厂实测数据加以验证,结果表明:AGAISSA优化RBF神经网络模型能够对出水COD进行准确的预测,具有较高的预测精度.     

基于主元分析的径向基神经网络预测模型研究

结合主元分析(PCA)和径向基函数(RBF)神经网络,建立了地下水动态模拟与软测量预测模型。通过主元分析法提取主要成分,实现数据预处理;将选取的主要成分作为RBF神经网络的输入;采用k均值聚类算法确定RBF网络隐含层参数,并用递进最小二乘法确定输出层权值。仿真结果表明,该模型优化了网络结构,提高了预测精度。     

基于SOM和RBF网络的软测量方法研究

为了解决工业生产过程中许多重要的参数无法精确测量或者实时测量的问题,提出一种基于自组织特征映射(SOM)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络结合构建网络模型的预测方法;其中,RBF神经网络作为基础网络实现从输入层到输出层的线性映射,得出预测输出;SOM神经网络作为聚类网络对输入样本进行自组织分类,将分类中心及其对应的权值向量作为RBF神经网络径向基函数的中心;以钕铁硼氢粉碎过程优化控制为例,建立了合金氢含量的检测模型,并与RBF神经网络检测模型进行了对比;仿真结果表明该混合网络检测模型检测精度高,泛化能力强,证实了该方法的有效性.     

污水总氮软测量模型的研究与应用

针对污水处理过程中出水总氮无法实时在线检测的问题,提出了基于遗传算法结合径向基函数神经网络的软测量模型,利用已知的进水数据预测出水总氮.将遗传算法优化后获得的神经网络权值作为梯度下降法的初始权值进行二次寻优,提高了网络的训练速度,并摆脱了容易陷入局部最小化的困扰.用实测数据对网络进行训练和仿真,结果表明此系统可以较好地预测出水总氮含量,最后在西门子PLC下实现了此软测量系统的工程应用.     

乙二醇生产过程中环氧乙烷浓度的软测量研究

环氧乙烷浓度是乙二醇生产过程中的1个重要指标,其浓度大小直接影响到后续水合反应生成乙二醇的过程。环氧乙烷浓度与多种因素之间存在着复杂的非线性关系,在软测量建模的过程中消除这些因素的相关性可以有效地降低计算复杂度。本文综合应用主元分析法,粒子群优化算法以及径向基函数神经网络建立了环氧乙烷浓度的软测量模型。首先分析了影响环氧乙烷浓度的因子,并对这些因子进行了主成分分析,得到1组新的输入因子。然后按照累积方差贡献率选取合适的输入因子,作为RBF神经网络的新的输入,有效降低了输入变量的维数,减少了输入变量之间的相关性,简化了神经网络的结构,建立了环氧乙烷浓度的软测量模型。最后利用粒子群算法来优化神经网络参数,求解RBF网络的径向基中心和输出层连接权值的最优值,减少了计算时间,提高了计算精度,获得了较好的拟合和预测效果。与只采用RBF网络建立软测量模型相比,本文采用的方法建模的误差较小,计算时间较短,计算精度较高,网络的预测效果较好。     

基于免疫粒子群神经网络的污水水质预测

针对污水处理过程所具有的多变量、非线性和大时滞的特点, 利用出水水质参数与多个可测过程参数间的相关关系,给出了基于RBF神经网络的出水水质参数预测模型.采用免疫粒子群优化算法来训练网络的隐层节点、径向基函数的中心点和网络权值.以反应时间、DO浓度、ORP和pH值作为输入参数,实现对COD,NH3-N,TP等水质参数的预测.仿真试验表明,该预测模型对污水处理出水水质参数COD,NH3-N,TP具有理想的预测效果.     

一种结构自适应的径向基函数神经网络

提出了一种新的结构自适应的径向基函数(RBF)神经网络模型。在该模型中,自组织映射(SOM)神经网络作为聚类网络,采用无监督学习算法对输入样本进行自组织分类,并将分类中心及其对应的权值向量传递给RBF神经网络,分别作为径向基函数的中心和相应的权值向量;RBF神经网络作为基础网络,采用高斯函数实现输入层到隐层的非线性映射,输出层则采用有监督学习算法训练网络的权值,从而实现输入层到输出层的非线性映射。通过对字母数据集进行仿真,表明该网络具有较好的性能。     

基于PCA与RBF的焦炭质量预测模型

针对炼焦生产过程焦炭质量难于实时测量的问题,建立一种主元分析(PCA)和径向基函数(RBF)神经网络相结合的预测模型.通过机理分析确定焦炭质量的影响因素包括配合煤指标和炼焦过程操作参数;采用主元分析减少径向基函数网络的输入;最后采用k-均值聚类算法确定径向基函数隐含层的参数,并用最小二乘法确定线性输出层参数.采用炼焦生产过程现场数据进行仿真,结果表明,该模型具有学习速度快、跟踪性能好以及泛化能力强等优点,实现了焦炭质量的在线预测.     

一种结构自适应径向基函数神经网络

提出了一种新的结构自适应的径向基函数(RBF)神经网络模型。在该网络中,自组织映射(SOM)神经网络作为聚类网络,采用无监督学习算法对输入样本进行自组织分类,并将分类中心及其对应的权值向量传递给RBF神经网络,作为径向基函数的中心和相应的权值向量;RBF神经网络作为基础网络,采用高斯函数实现输入层到隐层的非线性映射,输出层则采用有监督学习算法训练网络的权值,从而实现输入层到输出层的非线性映射。通过对字母数据集进行仿真,表明该网络具有较好的性能。     

基于RBF神经网络的热电偶信号处理新方法

针对热电偶信号处理中的非线性校正和冷端补偿等突出问题,利用径向基函数(RBF)神经网络构造双输入单输出的网络模型,并采用遗传算法对网络结构和参数进行优化训练,同时完成了热电偶测温中的非线性校正和冷端补偿。经仿真实验证明:该方法的测量误差减小至0.095%,在较大范围内提高了热电偶温度测量的精度。     

BP神经网络用于水体中N综合污染评价

为解决环境质量评价的模式识别问题，采用BP算法的人工神经网络建立水质评价模型，对长江上游某一监测区间的对照断面水体的N元素污染情况进行综合评价。通过实例探讨，这种新的BP网络既适用于定量指标的水质参数的评价又适用于定性指标的水质参数的评价，可以用于环境评价体系的建立。     

河湖水环境治理支撑系统设计及应用构想

为提高水环境治理水平、改善水环境质量提供服务和支撑,针对水环境治理信息化支撑不足的现状,探讨信息化支撑系统设计思路、实现技术和应用场景.基于GIS技术构建水环境治理数据库,利用支撑系统融合应用GIS、数据库、环境模拟和绩效评价等技术,对不同要素集成管理,供各子系统调用,结合水环境模型、绩效评价等实现治理效果的模拟、预测...     

Evaluating four nitrous oxide emission algorithms in response to N rate on an irrigated corn field

In this study, the RZWQM2 (Root Zone Water Quality Model) was used to simulate the responses of N₂O emissions to different Nitrogen application rates on an irrigated corn field from 2003 to 2006, in eastern Colorado, USA. Four different algorithms from the literature were coupled with RZWQM2 and compared for simulating N₂O emissions during nitrification and denitrification processes. The RZWQM2 was first calibrated for corn yield, N uptake, soil water (0–10 cm) and soil Nitrate-N content (0–180 cm) and the simulated daily nitrification and denitrification rates were used to calculate N₂O emission using the algorithms from DAYCENT, NOE (Nitrous Oxide Emissions),WNMM (Water and Nitrogen Management Model), and FASSET models. The best N₂O emission was simulated when the fraction of N₂O release from nitrification was modified by water filled pore space (WFPS) as in the NOE model and the fraction N₂O release from denitrification was adopted from the DAYCENT model.     

Coupled optimization-simulation water quality model for regional water quality management

The objective pursued in water quality management is to secure water qualities such that marginal cost of the cleaning water equals the accuring marginal benefits. It is the purpose of this paper to show how the methods of system analysis may be used to plan more economical new pollution control facilities or how to upgrade existing systems. The particular problem investigated is the following: Given a region with a number of industries and/or municipalities, where should one build treatment plants and will be necessary levels that total regional cost of waste water treatment is minimum. To approach these problems, a stream water quality simulation is linked with a treatment cost minimization model in order to capitalize on the unique adventage of each in managing river basin water quality.     

生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统

生物需氧量(BOD)是一种表征水体有机污染程度的综合指标,广泛用于水体检测和污水处理厂的运行控制.概述了生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统的工作原理,详细介绍了该仪器的硬件配置和软件设计,其用户界面设计为人机友好的视窗模式,从而实现自动检测实时显示等功能,能够满足水体有机污染快速准确检测的要求,对于我国水质评价、合...     

成都金堂电厂水集中控制系统

成都金堂电厂一期2×600MW燃煤机组新建工程水集中控制系统包括锅炉补给水、循环水、综合水泵房及净化站、凝结水精处理、工业废水、制氢站、化学加药等子系统。该控制系统共配置了7套罗克韦尔AB的ControlLogix系列冗余处理器及其I/O模件、9台操作员站、5个电源柜及23个远程I/O机柜,远程机架与控制器通过ControlNet相连。系统的控制编程软件采用LOGIX5000,操作员站监控组态软件采用RSVIEW32。该系统应用较为成功,其系统构成和策略值得借鉴。     

电厂化学水处理控制系统中 PLC 控制系统设计与预测控制研究

采用 PLC 与工业控制计算机共同构成控制系统的方法,解决了化学水处理控制系统自动化程度低的问题.实际运行表明,化学水处理过程可通过 PLC 控制系统进行有效的自动监控.针对再生后出水中磷酸盐含量过高问题,本文首先在 Matlab/simulink 环境下,对化学水处理系统进行建模仿真,其次本文采用模型预测控制算法,对出水磷酸盐浓度进行控制,并与传统 PID 算法进行对比,仿真结果证明模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)算法控制效果优于传统 PID,使出水磷酸盐达到了工艺出水水质要求.     

Application of an expert system using neural network to control the coagulant dosing in water treatment plant

The coagulation process is one of the most important stages in water treatment plant, which involves many complex physical and chemical phenomena. Moreover, coagulant dosing rate is non-linearly correlated to raw water characteristics such as turbidity, conductivity, PH, temperature, etc. As such, coagulation reaction is hard or even impossible to control satisfactorily by conventional methods. Based on neural network and rule models, an expert system for determining the optimum chemical dosage rate is developed and used in a water treatment work, and the results of actual runs show that in the condition of satisfying the demand of drinking water quality, the usage of coagulant is lowered.     

X20系列PCC在西安市草堂水厂水处理中的应用

本文针对市政水厂水处理的特点和控制要求,设计了一个基于贝加莱X20系列PCC和以太网的水厂水处理监控系统,论述了系统的组成和工作原理。各PCC控制站对数据进行处理,并且使用计算机对系统进行监控。实际运行结果证明,该方案控制结果良好,达到了水厂水处理标准,为市政水厂水处理监控高效化提供了良好的基础。     

供热锅炉仿真培训系统

本文介绍了由十台仿真锅炉和仿真附属间(水泵间、燃料间、水处理间)组成的全仿真供热锅炉培训系统，该系统采用分布式设计，系统中各部分互相独立，通过以太网进行通信。描述了系统的总体方案、软硬件结构、仿真设备的设计制作和仿真工作原理，依据锅炉操作规范设计了考核准则和自动评分程序。