脉冲激光测距系统及其算法研究

随着激光测量技术得到广泛应用,因此提高激光测距精度成为了一个热门的研究内容。本文首先主要介绍脉冲式激光测距的原理[1],为了精确检测回波信号,本文采用了门限法去除回波噪声[2]。基于能够有效地提高测量精度的目的,本文讨论了几种减少时间间隔测量误差的算法,结合系统的要求,提出一种在现场可编程门阵列（FPGA）中实现脉冲计数法与时间数字转换法相结合的方法来提高时间间隔测量精度[3－5]。实验结果表明,采用的测距算法有效地提高了测量精度。     

基于DMVU-OCSVM的故障诊断方法

针对工业过程的非线性和动态特性,提出一种基于动态最大方差展开（DMVU）和单类支持向量机（OCSVM）的故障诊断方法DMVU-OCSVM。为了分析数据的动态特性和非线性,应用流形学习技术DMVU提取数据变量中的非线性动态流形特征。基于所提取的流形特征信息建立OCSVM统计模型,并构造非线性监控统计量实时检测过程故障。在连续搅拌反应器（CSTR）系统上的仿真结果说明,本文提出的方法能够比OCSVM更有效地检测过程故障。     

基于协方差指标预测的MPC实时性能监控

为利用过程数据实时监控模型预测控制(Model predictive control, MPC)的性能, 提出一种基于协方差预测残差的性能监控方法.首先在分析模型预测控制器优 化函数和控制结构的基础上, 构造包含预测误差、控制量和过程输出的监控变量集, 然后利用滑动时间窗口建立基于协方差的实时性能评价 指标.针对协方差指标缺少控制限的问题, 建立实时协方差指标的时间序列模型, 根据协方差指标的预测残差检测模型预测控制性能下降.进 一步利用基于数据集相似度的性能诊断方法确定性能恶化源.最后通过Wood-Berry二元精馏塔上的仿真研究验证了所提方法的有效性.     

基于子空间辨识的模型预测控制器经济性能评估方法

目前模型预测控制器(MPC)的经济性能评估(EPA)方法多依赖于过程解析的稳态模型,为了更方便有效的对MPC经济性能进行评估,本文提出一种基于子空间辨识的模型预测控制器经济性能评估方法,仅利用过程操作数据即可实现对控制器的经济性能评估,避免了对过程解析稳态模型的依赖性.利用已知过程操作数据,通过子空间辨识求取子空间矩阵...     

基于Kalman-OLS的聚丙烯熔融指数软测量

针对聚丙烯装置熔融指数软测量中的非线性和多工况切换操作问题,提出1种基于卡尔曼滤波-正交最小二乘(Kalman-OLS)的非线性自适应软测量方法。通过对聚丙烯装置反应系统进行机理分析,采用正交最小二乘方法(OLS)来拟和辅助变量和熔融指数之间的非线性关系。OLS方法的优化目标函数中同时考虑基于留一法均方误差(LOO MSE)和模型参数的局部正则化(LR),以提高模型的稀疏性和泛化能力。为适应装置多工况操作的现状,进一步提出使用Kalman滤波器对OLS模型参数进行自适应更新。工业数据应用结果表明,提出的Kal-man-OLS方法能够比偏最小二乘(PLS)、OLS方法更准确的预报聚丙烯熔融指数的变化。     

基于动态单类随机森林的非线性过程监控方法

针对高维化工过程中存在的非线性和动态特性，提出了一种基于动态单类随机森林（dynamic one-class random forest，DOCRF（的过程监控方法。对正常运行状态下的过程数据进行稀疏性分析，根据其反分布产生离群点数据。利用典型变量分析对正常数据进行相关性分析，分别将正常数据和离群点数据投影到典型变量空间，利用典型变量空间数据训练单类随机森林。基于单类随机森林模型根据待检测样本与正常数据的相似度构造监控统计量进行故障检测。在Tennessee Eastman过程的仿真结果表明，所提DOCRF方法总体优于单类支持向量机方法。     

面向产品分布协调的两段提升管催化裂解多目标优化

根据两段提升管重油催化裂解过程工艺特点和经济运行要求，基于过程机理模型，考虑多种约束条件，构造了同时最大化丙烯、汽油产量以及最小化干气产量的多目标操作优化问题，并采用标准化法向约束方法求解获得了完整、均匀分布的Pareto最优解。仿真结果表明，多目标优化结果可以定量地描述出丙烯、汽油和干气收率间的最优折中，以及操作变量、约束条件对产品分布的影响，可以为过程优化操作提供指导。     

基于集成学习的多产品化工过程软测量建模方法

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。     

基于BDKPCA-OCSVM的间歇过程故障检测

针对间歇过程的非线性和动态性,给出了一种将动态核主元特征提取和单类支持向量机(BDKPCA-OCSVM)分类相结合的故障检测方法。利用核的方法提取过程的非线性特征,通过构建(ARMAEX)时间序列模型提取过程的动态性特征。建立OCSVM统计模型,并构造统计量进行实时故障检测。在盘尼西林发酵系统上的仿真实验结果说明,该方法能够更有效地检测故障的发生。     

双线性滞后结构滤波问题

根据伊藤随机微分方程 ,利用双线性滞后特性的统一微分方程表达式 ,按随机等效线性化法导出了双线性滞后结构的线性滤波器 ,然后利用提出的双线性滞后特性分段微分方程表达式 ,导出了无须进行积分计算的双线性滞后结构的分段线性滤波器 ,简化了计算。为了考察该方法的计算精度 ,给出了算例 ,并与数字模拟的结果进行了对比