检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机与应用化学 2019年第1期36卷 9-16页

作者：徐锐王志国赵顺毅刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏省无锡市214122

时变扰动是影响控制系统性能的主要因素之一。针对存在多个时变扰动的情况,提出了一种基于多模型加权的PID最小可达方差控制性能评估方法。首先,根据每个扰动的特性设计子PID最小可达方差控制器;然后,基于扰动作用时间构造权重以设计多... 详细信息

时变扰动是影响控制系统性能的主要因素之一。针对存在多个时变扰动的情况,提出了一种基于多模型加权的PID最小可达方差控制性能评估方法。首先,根据每个扰动的特性设计子PID最小可达方差控制器;然后,基于扰动作用时间构造权重以设计多模型加权控制器,再以此控制器作用下系统输出所能达到的最小方差作为基准评估PID控制系统的性能。最后,通过仿真实例验证所提方法的有效性。

关键词：性能评估时变扰动 PID最小可达方差多模型加权

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近红外光谱Elastic Net建模方法与应用

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光谱学与光谱分析 2018年第10期38卷 3096-3100页

作者：郑年年栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

当近红外光谱信息远大于样本量时,对光谱信息进行自动变量选择进而建立光谱与样品含量的稀疏线性模型重要且具有挑战性。利用近红外光谱,将变量选择方法 Elastic Net用于聚苯醚生产过程中微量成分邻甲酚的测量,建立近红外光谱与邻甲酚... 详细信息

当近红外光谱信息远大于样本量时,对光谱信息进行自动变量选择进而建立光谱与样品含量的稀疏线性模型重要且具有挑战性。利用近红外光谱,将变量选择方法 Elastic Net用于聚苯醚生产过程中微量成分邻甲酚的测量,建立近红外光谱与邻甲酚含量之间的定量校正模型,并将其模型预测效果与Lasso方法进行对比。在变量数目远远大于样本量的情形下,Lasso方法虽可实现变量选择,但由于对系数的过度压缩,使得模型的预测精度受到影响,而Elastic Net通过增加L2惩罚项避免了过多删失数据,可以提高模型预测精度。为了验证Elastic Net方法的模型性能指标,用复相关系数R^2和调整的复相关系数R^2a来评价模型的可解释性,利用平均相对预测误差MRPE(mean relative prediction error)和预测相关系数Rp来评价模型的预测精度。Lasso方法建立的模型性能指标为:R^2=0.94,R^2a=0.93,MRPE=4.51%,Rp=0.96;Elastic Net方法的性能指标为:R^2=0.97,R^2a=1,MRPE=3.25%,Rp=0.98。结果表明,Elastic Net所建立模型的性能指标优于Lasso方法,可以得到可解释性较强和预测精度较高的稀疏线性模型。

关键词：近红外光谱 Elastic Net Lasso 可解释性预测精度

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Lasso算法的油砂钠元素近红外建模

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光谱学与光谱分析 2018年第7期38卷 2274-2278页

作者：刘进栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

以油砂中钠元素为研究对象,首次应用近红外光谱,结合Lasso(least absolute shrinkage and selection operator)建模方法,建立了油砂金属钠含量的近红外光谱定量校正模型,并与传统的PLS建模方法进行比较。结果表明,两种方法建立的油砂金... 详细信息

以油砂中钠元素为研究对象,首次应用近红外光谱,结合Lasso(least absolute shrinkage and selection operator)建模方法,建立了油砂金属钠含量的近红外光谱定量校正模型,并与传统的PLS建模方法进行比较。结果表明,两种方法建立的油砂金属钠含量校正模型都具有很高的精度,预测性能方面略有差异。在实验验证集与预测集中,PLS与Lasso算法的相关系数分别是:R_v=0.878 8,R_p=0.857 9和R_v=0.8874,R_p=0.860 0。实验验证了使用近红外光谱快速测定油砂金属钠含量的有效性,并分析了PLS与Lasso算法的适用范围。

关键词：近红外光谱油砂金属钠元素 Lasso 定量校正模型

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基于去随机化方法的Markov跳变系统有限频段控制

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控制理论与应用 2018年第7期35卷 1002-1008页

作者：万海英栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

针对Markov跳变系统,本文利用去随机化方法将随机跳变系统转化为包含转移速率信息的确定系统,并讨论系统在给定时间内的控制问题,将特定频段干扰信号的频率信息引入控制器设计,以确保系统满足有限频段性能指标;同时从时间的角度设计给... 详细信息

针对Markov跳变系统,本文利用去随机化方法将随机跳变系统转化为包含转移速率信息的确定系统,并讨论系统在给定时间内的控制问题,将特定频段干扰信号的频率信息引入控制器设计,以确保系统满足有限频段性能指标;同时从时间的角度设计给定时间控制器,使系统状态轨迹在工艺要求的时间内受限运动.所提方案不仅从频率、时间的尺度对系统频域特性及暂态性能进行综合分析,还充分考虑模态跳变对整体系统性能的影响,为降低现有设计方法的保守性提供了新的思路.最后仿真示例验证了所提方法的有效性及优越性.

关键词：去随机化 Markov跳变系统有限频段给定时间控制器干扰抑制

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基于KPCA-Bagging的高斯过程回归建模方法及应用

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控制工程 2019年第1期26卷 131-136页

作者：赵帅李妍君熊伟丽江南大学物联网工程学院自动化研究所无锡214122 江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室无锡214122

工业污水处理过程具有高度非线性的特点,对水质指标中的生物需氧量的实时监测提出了挑战,提出一种基于核主元分析和Bagging算法的高斯过程回归建模方法。首先,采用核主元分析方法将采集到的污水数据投影到高维空间进行降维处理,提取非... 详细信息

工业污水处理过程具有高度非线性的特点,对水质指标中的生物需氧量的实时监测提出了挑战,提出一种基于核主元分析和Bagging算法的高斯过程回归建模方法。首先,采用核主元分析方法将采集到的污水数据投影到高维空间进行降维处理,提取非线性主元作为模型输入;然后采用Bagging集成学习算法得到若干样本子集,建立相应的高斯过程回归模型;最后根据贝叶斯后验概率计算得到各子模型的权重,对各子模型的输出进行融合,得到全局预测值。对实际污水处理过程数据的仿真结果表明,所提方法具有良好的预测精度与泛化能力。

关键词：核主元分析 Bagging 高斯过程回归污水处理

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聚合过程贝叶斯统计学习质量模式监测

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化工进展 2018年第12期37卷 4558-4564页

作者：高爽郑年年栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122

聚合过程由于反应机理复杂、过程非线性强等特点,使得其质量监控问题成为过程控制领域的研究难点和热点。本文结合聚合反应过程的特点,利用聚合生产过程中与聚合物的物性参数相关的过程参数数据,引入质量模式监测的概念,创新性地提出了... 详细信息

聚合过程由于反应机理复杂、过程非线性强等特点,使得其质量监控问题成为过程控制领域的研究难点和热点。本文结合聚合反应过程的特点,利用聚合生产过程中与聚合物的物性参数相关的过程参数数据,引入质量模式监测的概念,创新性地提出了基于模式指标的贝叶斯统计学习方法,以解决聚合过程的质量模式监测问题。首先利用主成分分析将观测空间数据的本质特征投影到低维空间,得到模式指标;然后,基于贝叶斯统计学习算法,根据后验概率对构建的质量模式进行判别;最后利用某化工厂提供的聚合反应釜的生产数据对所提方法进行验证。由于模式指标相比于质量指标如转化率、聚合速率等,更能反映聚合反应过程的一致性和产品品质,因此基于模式指标的贝叶斯判别法较基于参数指标的贝叶斯判别法更加准确,更能实现对聚合过程的质量监控。

关键词：聚合过程模式监测质量监控贝叶斯主元分析实验验证

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现代流程工业的机器学习建模

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自动化仪表 2019年第9期40卷 1-7页

作者：赵顺毅陈子豪张瑾栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室

随着工业大数据时代的来临,基于数据驱动的建模方法在现代流程工业中的研究和应用引起了广泛关注。对以典型机器学习算法为核心的数据驱动建模方法近年来的研究发展进行了系统性的阐述。首先回顾了以分类和回归任务为主的单层机器学习... 详细信息

随着工业大数据时代的来临,基于数据驱动的建模方法在现代流程工业中的研究和应用引起了广泛关注。对以典型机器学习算法为核心的数据驱动建模方法近年来的研究发展进行了系统性的阐述。首先回顾了以分类和回归任务为主的单层机器学习算法在流程工业中的研究与应用,涉及故障检测、识别和诊断,软测量以及质量检测等。再对图像识别、语义分析等领域受瞩目的深度学习算法目前在工业领域的应用与发展进行详述。进而介绍区别于统计分析理论的流形学习在流程工业上的研究与应用进展。最后,对基于上述三类机器学习算法的数据驱动建模方法进行总结并提出展望。

关键词：流程工业数据驱动机器学习深度学习流形学习

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时变扰动系统的广义最小方差控制性能评估

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化工自动化及仪表 2019年第7期46卷 542-547页

作者：徐锐王志国栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室

针对存在时变扰动的控制系统,提出一种基于广义最小方差的控制性能评估方法。首先,使控制系统的实际输出信号在突变扰动下保持稳定;然后以控制系统广义输出信号方差最小为优化目标,设计得到一个基准控制器;再以该控制器作用下的广义输... 详细信息

针对存在时变扰动的控制系统,提出一种基于广义最小方差的控制性能评估方法。首先,使控制系统的实际输出信号在突变扰动下保持稳定;然后以控制系统广义输出信号方差最小为优化目标,设计得到一个基准控制器;再以该控制器作用下的广义输出信号方差为基准,以此评估时变扰动系统的控制性能。仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：性能评估控制系统广义最小方差时变扰动

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复合干扰下载人潜水器的全阶滑模控制

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控制理论与应用 2018年第11期35卷 1626-1634页

作者：方星刘飞高翔江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 国家深海基地管理中心山东青岛266237

针对蛟龙号载人潜水器(JIAOLONG)在运行过程中受到深海洋流、模型不确定性和未建模动态等因素影响,本文设计了一种基于干扰观测器的新型全阶滑模控制(disturbance-observer based full-order sliding mode control,DOB–FOSMC)方法.首先... 详细信息

针对蛟龙号载人潜水器(JIAOLONG)在运行过程中受到深海洋流、模型不确定性和未建模动态等因素影响,本文设计了一种基于干扰观测器的新型全阶滑模控制(disturbance-observer based full-order sliding mode control,DOB–FOSMC)方法.首先,建立载人潜水器系统的动力学模型;然后,设计扩展非线性干扰观测器估计系统的复合扰动;其次,设计能够描述潜水器完整动态特性的全阶滑模面,从而得到滑模控制律,并给出闭环控制系统的稳定性分析;最后,通过数值仿真验证控制方法的有效性和优越性.基于干扰观测器的全阶滑模控制方法的优越性主要体现在:能够描绘载人潜水器的全阶动态特性,并且有效抑制抖振现象.

关键词：干扰抑制滑模控制非线性干扰观测器载人潜水器

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导热油加热装置热效率模式监测

导热油加热装置热效率模式监测

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第30届中国过程控制会议（CPCC 2019）

作者：高爽平晓静刘玉玲栾小丽刘飞江南大学自动化研究所轻工过程先进控制教育部重点实验室

导热油加热装置是流程工业供热系统的重要组成,改善导热油加热装置运行工况,提高热效率,实现能源与资源的高效利用是全球共同关注的问题。本文结合导热油加热装置工艺特点,针对加热过程中参数变量之间如进出口导热油流量、温度等存在多... 详细信息

导热油加热装置是流程工业供热系统的重要组成,改善导热油加热装置运行工况,提高热效率,实现能源与资源的高效利用是全球共同关注的问题。本文结合导热油加热装置工艺特点,针对加热过程中参数变量之间如进出口导热油流量、温度等存在多因素特性,提出了基于装置热效率的模式监测方法。首先依据导热油加热装置的机理,从数据库收集与装置相关的过程变量,利用主成分分析法将观测空间数据的本质特征投影到低维空间,展示变量之间的相关性与结构性。为解决模式的不可区分性,对与热效率指标密切相关的变量进行线性化与加权处理。最后可视化建模,建立加热装置正常运行的边界以及热效率的高中低三种模式,通过数据团的分布情况可以清楚地监测热效率的实时情况以及过程的运行状态及趋势。

关键词：导热油加热装置热效率监测可视化主元分析建模

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