收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于智能计算的过程控制与优化若干研究

李赣平  
【摘要】: 智能计算的发展已有较悠久的历史,许多经典的智能算法已取得成功的应用。随着智能计算技术的发展,经典智能算法与来自生命科学中其它生物理论的结合,使得这类算法有了较大进展,最终形成了现代智能计算理论。目前现代智能计算领域已呈现较多的新智能工具,如支持向量机、核方法、粒子群优化算法、迭代学习控制理论等。本文将其中的一部分内容应用到过程控制与优化领域,取得了卓有成效的结果。 本文创新的工作主要体现在以下几点: 1提出了间歇过程的批次优化控制方法。通常情况下间歇过程的精确机理模型很难获得,由于支持向量机在解决小样本、非线性和高维数的问题时具有强大的功能,支持向量回归模型被用于间歇过程的终端优化控制。为了达到间歇过程所要求的终端性能指标,批次控制方法通过利用间歇过程重复运行的特性来获取间歇过程的优化操作方案,其中二次规划法被用来解决优化控制问题。本文的批次优化控制策略被证明在模型失配和扰动存在的情况下也是收敛的,因而该控制方法具有一定程度的鲁棒性。基于支持向量回归模型的批次优化控制方法是一种综合性的控制方法,充分利用了支持向量机建模智能化的特点和批次优化控制消除建模误差及克服干扰的特点,是一种可靠的优化控制方案。 2在线监控和故障诊断在工业过程中对操作安全和产品质量起着重要作用。本文提出了基于核主元和多支持向量机分类的过程监控和故障诊断方法。其中,核主元用来进行故障特征的提取,多支持向量机用来对故障的来源进行分类。该方法首先构造系统正常时的核主元模型,然后将新的数据映射到该核主元模型,对数据进行重构,重构的数据用多元统计指标T2或SPE判断监测过程是否超出了正常的控制限,若有故障发生,则监测程序将给于警告,提示过程出现了异常操作状况。由于原始数据经过核主元的非线性映射后难以求得核主元空间到原始空间的逆映射,因此给故障诊断带来困难。本文采用多支持向量机学习的方法对故障进行分类,避开了求解逆映射的数学方法,直接用智能的方法获得故障的信息,为过程的监控和故障诊断提供了一个新的方法。 3在迭代学习控制方面,本文对已有的成果作了总结和分类。在此基础上,本文针对两类基于逆模型的前馈—反馈迭代学习控制方案的鲁棒性作了分析,分别提出了各自的鲁棒收敛性条件。理论上获得的鲁棒收敛域是这两类迭代学习控制方法在学习空间全局收敛的充分条件。该理论结果可以为此类型的迭代学习控制器设计提供参考。 4针对无独立状态和终端约束的间歇过程鲁棒优化问题,本文将迭代方法与粒子群优化算法相结合,提出了迭代粒子群算法。对于该算法,首先将控制变量离散化,用标准粒子群优化算法搜索离散控制变量的最优解,然后在随后的迭代过程中将基准移到刚解得的最优值处,同时收缩控制变量的搜索域,使优化性能指标和控制轨线在迭代过程中不断趋于最优解。算法简洁、可行、高效,避免了求解大规模的微分方程组问题。该方法尤其适合系统梯度信息不可得的情况。当系统的梯度信息不可得时,一般的数学方法很难获得优化问题的最优解,而迭代粒子群优化算法利用智能寻优的特点却可获得满意的解。通过控制变量离散化,迭代粒子群优化算法将一个连续问题转化为一个离散问题。优化算法具有并行计算的特点,所有时间段的控制变量被同时优化。算法兼具了迭代法和智能算法的优点,但不需离散化状态变量,仅需在解空间随机寻优,因此又克服了二者的不足之处。该方法在处理间歇过程的鲁棒优化问题时更具优势,编程简单,且可大大减小计算量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈葡;谢晓尧;徐洋;;基于词序列核的垃圾邮件过滤[J];武汉大学学报(理学版);2011年05期
2 蒋强荣;高远;张鸿宾;;基于直方图交核的人脸识别[J];北京工业大学学报;2011年08期
3 阎晓娜;赵犁丰;;基于支持向量机的改进高斯核函数聚类算法研究[J];现代电子技术;2011年13期
4 梁爽;张立坡;;熵权核函数支持向量机[J];科技致富向导;2011年20期
5 郭成芳;;支持向量机在网络异常入侵检测中的应用研究[J];计算机仿真;2011年07期
6 邝涛;张倩;;改进支持向量机在电信客户流失预测的应用[J];计算机仿真;2011年07期
7 宋晖;薛云;张良均;;基于SVM分类问题的核函数选择仿真研究[J];计算机与现代化;2011年08期
8 余萍;;基于支持向量机发展的研究[J];新课程(教育学术);2011年05期
9 关欣;郭强;张政超;赵静;翟鸿君;;基于核函数支持向量机的雷达辐射源识别[J];弹箭与制导学报;2011年04期
10 谢凌然;高长伟;沈玉娣;;基于混合核函数支持向量机的齿轮诊断方法研究[J];机械传动;2011年09期
11 吕向阳;高尚;;基于支持向量机的品牌特色专业评价[J];价值工程;2011年24期
12 王慧勤;雷刚;;基于LIBSVM的风速预测方法研究[J];科学技术与工程;2011年22期
13 李荣兵;;基于支持向量机的数控机床总线的故障诊断研究[J];煤矿机械;2011年09期
14 宋贤霞;;基于相关反馈的图像检索技术研究[J];福建电脑;2011年06期
15 戴蓉;黄成;;飞机飞行事故率预测建模与仿真研究[J];计算机仿真;2011年07期
16 白怀文;王暄;;基于Hu矩和支持向量机的人脸与非人脸分类识别[J];计算机应用与软件;2011年07期
17 贾志先;;基于支持向量机的空白试卷识别方法[J];山西大学学报(自然科学版);2011年03期
18 赵亚楠;李钢虎;曾渊;;基于最小均方无失真响应和支持向量机的被动声纳目标识别[J];声学技术;2011年03期
19 王安娜;李云路;赵锋云;史成龙;;一种新的半监督直推式支持向量机分类算法[J];仪器仪表学报;2011年07期
20 郭金玲;樊东燕;;基于SVM的山西省旅游需求预测与分析[J];电脑开发与应用;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林杰华;张斌;李冬森;宋华茂;余志强;王浩;;支持向量机在电力客户信用评级中的应用[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
2 蒋铁军;张怀强;李积源;;多变量系统预测的支持向量机方法研究[A];管理科学与系统科学研究新进展——第7届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2003年
3 黄淑云;孙兴玉;梁汝萍;邱建丁;;基于小波支持向量机预测蛋白质亚细胞定位研究[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
4 谢湘;匡镜明;;支持向量机在语音识别中的应用研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
5 涂冬成;薛龙;刘木华;赵进辉;沈杰;吁芳;;基于支持向量机的鹅肉肉色客观评定研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
6 杨凌;刘玉树;;基于支持向量机的坦克识别算法[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
7 师旭超;巴松涛;;基于支持向量机方法的深基坑变形预测[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
8 张军;;支持向量机方法在地下水位干扰排除中的初步应用[A];2007年地震流体学术研讨会论文摘要集[C];2007年
9 许建生;盛立东;;基于改进的支持向量机和BP神经网络的识别算法[A];第八届全国汉字识别学术会议论文集[C];2002年
10 荣海娜;张葛祥;张翠芳;;基于支持向量机的非线性系统辨识方法[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 常群;支持向量机的核方法及其模型选择[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 田江;基于支持向量机的孤立点检测方法研究[D];大连理工大学;2009年
3 杜小芳;基于CPFR的农产品采购模型研究[D];华中科技大学;2005年
4 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
5 栾锋;支持向量机(SVM)和径向基神经网络(RBFNN)方法在化学、环境化学和药物化学中的应用研究[D];兰州大学;2006年
6 孙薇;市场条件下抽水蓄能电站效益综合评价及运营模式研究[D];华北电力大学(河北);2007年
7 朱燕飞;锌钡白回转窑煅烧过程智能建模研究[D];华南理工大学;2005年
8 田英杰;支持向量回归机及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
9 燕忠;基于蚁群优化算法的若干问题的研究[D];东南大学;2005年
10 任东;基于支持向量机的植物病害识别研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马胜祥;非平衡数据下的核方法分类研究[D];复旦大学;2009年
2 魏兴国;基于核方法的手写体数字识别研究[D];南京理工大学;2003年
3 陈士骞;基于逼近基元的智能非线性系统模型研究[D];武汉科技大学;2008年
4 江锋;支持向量机在分类及人脸检测应用中的研究[D];南京理工大学;2003年
5 傅正钢;基于统计学习的人工智能在数字游戏和数字娱乐上的应用[D];浙江大学;2004年
6 朱晓芳;基于支持向量机的田间杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
7 朱明玲;基于改进的小波变换和支持向量机的纺织细纱机故障自动诊断[D];东华大学;2011年
8 张宝华;支持向量机在入侵检测系统中的研究和应用[D];天津理工大学;2010年
9 赖永标;支持向量机在地下工程中的应用研究[D];山东科技大学;2004年
10 沈徐辉;基于核主成分与支持向量机的体内药物代谢预测[D];浙江大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 齐玄江;花别人的钱也要心疼[N];中国财经报;2004年
2 课题主持人 李心丹 课题协调人 上海证券交易所 施东晖 傅浩 课题研究员 宋素荣 查晓磊 宾红辉 张许宏 郭静静 黄隽 南京大学工程管理学院;内幕交易与市场操纵的行为动机与判别监管研究[N];中国证券报;2007年
3 陈辉;节能减排 常抓不懈[N];中国水利报;2007年
4 李水根;计算机详解配伍与药效关系[N];健康报;2005年
5 清华大学 苏光大;非接触式人脸识别技术[N];计算机世界;2006年
6 山东省莱州市教研室教科所 彭慧;以“过程增值”评价教师教学成绩[N];中国教育报;2007年
7 YMG记者 李仁 通讯员 曲华明 孙运智;我市九项目进入省“盘子”[N];烟台日报;2010年
8 邢胜年 程坚 王刚;上海总队二支队新训考核不影响正常操课[N];人民武警;2007年
9 市国资委主任 钟华华;识权力 明责任 促发展[N];绍兴日报;2006年
10 岳轩;聚焦岳西“精准救灾法”[N];安庆日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978