基于动态神经网络的化工过程软测量建模研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:fdsasdfds
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
软测量技术是先进过程控制技术的重要组成部分,同时也是化工领域过程检测和过程控制的重要手段,其能够有效的克服在线分析仪表成本高、滞后大、维修繁复的缺点,提升化工企业对过程变量的实时监控,进而提高产品质量,以满足工业生产对控制系统的需求,有效的提升了企业的竞争力。目前,神经网络已成为重要的软测量建模工具。递归神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)作为一种动态神经网络,在基于数据驱动的软测量建模中已得到成功的应用。Kalman滤波作为一种状态空间模型方法,通过将神经网络各层间神经元之间的连接权值作为滤波器的状态进行更新,替代了RNN网络的传统训练算法,有效提高了网络的预测精度,已成功应用于时间序列预测。本文在线性Kalman滤波的基础上,给出了扩展卡尔曼滤波(Extend Kalman Filter,EKF)、容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)和平方根容积卡尔曼滤波(Square-root Cubature Kalman Filter,SCKF)算法,用于RNN的训练。将上述方法运用于化工过程软测量建模的实例中,均取得了令人满意的效果。本文的主要研究内容如下:(1)研究了简单递归神经网络(Simple Recurrent Network,SRN)和全连接递归神经网络(Fully Connected Recurrent Neural Network,FCRNN)的拓扑结构,并以SRN为重点研究对象给出了网络的基本训练算法。(2)针对传统训练算法存在的不足,根据状态估计技术,在Kalman滤波的基础上,研究了EKF算法,给出了基于EKF算法的FCRNN方法;为了进一步提高网络精度和算法的稳定性,研究了CKF算法和SCKF算法,提出了基于SCKF算法的SRN方法。(3)将基于SCKF算法的SRN与非线性滑动平均(Nonlinear Moving Average,NMA)、非线性自回归(Nonlinear Autoregressive,NARX)时间序列模型相结合构建动态软测量模型,用于建立脱丁烷塔底部C4组分浓度的估计和硫处理装置(Sulfur Recovery Unit,SRU)尾气中SO2及H2S浓度的预估。为了验证本文所用方法的有效性,在同等条件下,将该方法分别与基于传统训练算法的SRN、基于传统训练算法的FCRNN、基于EKF算法的多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)、基于EKF算法的SRN、基于SCKF算法的MLP以及基于SCKF算法的FCRNN的建模方法进行对比,结果表明本文方法能够获得很高的建模精度,是一种有效的软测量建模方法。
其他文献
传动回差是高精度少齿差减速器一项重要精度指标,通过结构工艺分析,介绍了影响传动回差的一般因素和主要因素,提出了要保证包括偏心轴误差、齿轮误差、轴承误差在内的综合齿轮侧
<正>为庆祝香港回归20周年,由中山大学主办,中山大学粤港澳发展研究院、中山大学港澳珠江三角洲研究中心承办的"港澳在国家发展战略的地位和作用——庆祝香港回归20周年国际
<正>始终关注学生的课堂情绪,并采取积极有效的干预策略是教师义不容辞的职责。当然,这种干预要尊重规律,实施"健康课堂管理",促使学生始终保持着良好的情绪状态,始终将注意
<正>张先生继承父亲的一套房子,按照不动产登记机构的要求,必须先去公证处做继承公证。公证处要求张先生按房屋价值2%的收费标准交纳公证费,总计将近10万元。张先生对不动产
目的:探讨磁共振胰胆管造影术(MRCP)在低位梗阻性黄疸中的诊断价值及其与内镜下逆行胰胆管造影术(ERCP)的比较。方法:选取本院2011年至2013年82例低位梗阻性黄疸患者,将其随
民事判决脱漏指受诉法院对于当事人所提之诉讼请求或其一部由于疏忽而未作判决之意思表示。民事判决脱漏识别之依据表现为民事判决书主文或理由中皆无判断之意思表示。民事判
目的了解北京市布鲁氏菌病时间分布特征,为制定防制策略提供依据。方法采用集中度与圆形分布分析方法对北京市2004—2014年布病发病时间分布进行时间聚集性分析。结果 2004—
三十年来,随着语言学理论的不断发展,同义句式的研究也不断深化。肇始于上世纪八十年代的变换分析法为同义句式研究提供了理论和方法的指导,这一时期的同义句式研究着重于对
地震层析成像能提供较高的分辨而成为当今地震勘探领域的一个新热点.以动力学特征为基础的射线追踪代表了地震层析成像的一个方向.解析射线追踪是将介质离散为一系列的单元,
中美三个联合公报是中美两国关系发展的政治和法律基础。《上海公报》确立了指导中美关系发展的政治基础和战略框架,虽然不构成国际法上的条约,但为建立在《中美建交公报》和