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丁苯橡胶是一种人工合成橡胶,因其良好的性能可在许多方面替代天然橡胶,已被广泛应用于人们日常生活及军工领域。丁苯橡胶生产的难点在于对聚合转化率的时实监控。目前,国内丁苯橡胶生产企业多采用实验室人工方法对其分析控制,该方法因存有严重的时滞问题,不仅控制效果不佳还会带来人力,物力等资源的浪费。软测量技术的发展为上述问题的解决提供了一条良好途径。然而,目前采用该技术对聚合转化率进行研究的文章还不多见。就丁苯橡胶生产而言,虽工艺复杂,但工作点相对稳定,辅助变量间存有较强的非线性,企业对聚合转化率预测也有较高精度要求。因此,针对该具体对象,本文以核函数思想为基础,提出了3种丁苯橡胶聚合转化率预测的软测量建模方法。其一是基于KPCA–LSSVM的丁苯橡胶聚合转化率软测量方法。考虑实际工况复杂性和企业对预测精度的要求,首先采用具有较强非线性特征提取能力的核主元分析(KPCA)对数据进行前期处理,并将其结果作为具有小样本、良好泛化能力最小二乘支持向量机(LSSVM)的输入,建立了丁苯橡胶聚合转化率软测量模型。其二是基于多核技术对丁苯橡胶聚合转化率软测量方法。在采用KPCA对数据进行前期处理的基础上,以此为输入建立了丁苯橡胶聚合转化率在线预测的径向基函数(RBF)神经网络模型。考虑RBF存在单一核难以全面精确描述复杂问题的缺陷,将具有时频突出局部表征能力的小波核引入,构造了高斯核及小波核的混合核预以弥补。其三是基于核函数的PLS丁苯橡胶聚合转化率软测量方法。考虑偏最小二乘(PLS)算法非线性处理能力的不足,核函数的引入可以提高其非线性处理能力,分别建立了单核和混合核函数的丁苯橡胶聚合转化率PLS预测模型。上述三种软测量建模方法经工业数据仿真研究,结果表明均能满足企业对丁苯橡胶聚合转化率预测指标的要求。KPCA用于复杂数据的前期处理可以为后续模型提供更为精准的数据信息;小波核具有更好的局部表征能力;而基于混合核函数的PLS建模方法,不但可以较好的描述对象的复杂特征,去除噪声,而且同时考虑输入输出间相关性,在对同批数据仿真结果中,基于核函数的PLS的预测精度和效果最好,更适宜建模预测。