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《智能集成建模理論及其在有色冶煉過(guò)程優(yōu)化控制中的應(yīng)用研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、中南大學(xué)博士學(xué)位論文智能集成建模理論及其在有色冶煉過(guò)程優(yōu)化控制中的應(yīng)用研究姓名：王雅琳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：桂衛(wèi)華2001.3.1中南大學(xué)博士學(xué)位論文摘要／在工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化方面，穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制己成為連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)挖掘潛力、降低成本、增產(chǎn)增效、提高競(jìng)爭(zhēng)能力的重要途徑。但是，由于工業(yè)過(guò)程反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，非線性、時(shí)變、強(qiáng)耦合嚴(yán)重，建立生產(chǎn)目標(biāo)與操作參數(shù)間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系模型非常困難，從而影響了復(fù)雜工業(yè)過(guò)程優(yōu)化控制的實(shí)現(xiàn)。因此，寸為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制，本文重點(diǎn)研究了工業(yè)過(guò)程的智能集成建模方法及其工業(yè)應(yīng)用。首先，論文系統(tǒng)她分析和總結(jié)了過(guò)
2、程控制、穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制、工業(yè)過(guò)程模型化研究以及有色金屬冶煉過(guò)程控制的研究現(xiàn)狀以及存在的問題，針對(duì)現(xiàn)有建模方法存在的缺陷、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的特點(diǎn)以及優(yōu)化控制對(duì)模型的要求，提出智能集成建模的思想，較全面和系統(tǒng)地建立了智能集成建模理論的基本框架，即給出了智能集成建模的一般定義和六種集成形式。{并聯(lián)補(bǔ)式集成、加權(quán)并集成、串聯(lián)集成、模型嵌套式集成、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化集成以及部分方法替代式集成；同時(shí)，還給出了智能集成建模的形式化描述以及工程實(shí)現(xiàn)。該理論框架為新的建模方法的派生提供指導(dǎo)。寸接著，在所提出的智能集成建模理論框架的指導(dǎo)下，根據(jù)NN的研究現(xiàn)狀以及在工業(yè)過(guò)程建模中存在的問題，
3、以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法為基礎(chǔ)探討了三類智能集成方法，即(a)多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的集成；(b)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)建模方法間的集成；(c)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與其它智能技術(shù)(如模糊技術(shù))間的集成。I第一類集成中提出了一種自適應(yīng)的監(jiān)督式分布神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ASDNN建模方法。該方法按照監(jiān)督式聚類方法將學(xué)習(xí)樣本集劃分為多個(gè)具有不同特征值的子空間，然后建立一組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并按模糊組合方式將多個(gè)NN連接。ASDNN模型克服了單個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)過(guò)程建模中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)龐大、收斂慢、過(guò)擬合等問題，并且監(jiān)督式聚類不需預(yù)先設(shè)定樣本集的聚類中心個(gè)數(shù)，同時(shí)，保證了基于數(shù)據(jù)的樣本空間劃分的有效性和合理性；另外，A
4、SDNN采用不同自適應(yīng)學(xué)習(xí)機(jī)制實(shí)時(shí)修正網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)一步提高了模型的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)能力。第二類給出了嵌套式、并集補(bǔ)以及結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化三種傳統(tǒng)方法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成建模的形式，并提出了一種用最小二乘法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入加權(quán)的集成建模方法，該方法預(yù)測(cè)精度高，收斂速度較快，適合于非線性嚴(yán)重，特別是輸入變量較多的工業(yè)過(guò)程。第三類集成中主要研究了一種模糊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化集成建模方法。該方法以ANTIS網(wǎng)絡(luò)五層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Sugeno0型和SugenoI型模糊模型的網(wǎng)絡(luò)化；基于已有的專家知識(shí)或采用競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)聚類方法初始化網(wǎng)絡(luò)前件參數(shù)同時(shí)確定最初網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：在初始網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保證了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)可免于陷入局部極
5、值的前提下，采用提出的加動(dòng)量項(xiàng)模糊增強(qiáng)型BP算法和最小二乘混合學(xué)習(xí)算法提高學(xué)習(xí)速度。并用赤池信息準(zhǔn)則AIC確定最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；最后針對(duì)工業(yè)過(guò)程的時(shí)變性，還增加了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的遞推修正以及結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)式修正。用該方法建模，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于學(xué)習(xí)，能較好實(shí)現(xiàn)模糊推理，可避免陷于局部極值點(diǎn)。太工業(yè)應(yīng)用部分，論文以有色冶煉過(guò)程的優(yōu)化控制為背景，以工業(yè)過(guò)程模型化研究為重點(diǎn)，探討了鋅電解過(guò)程分時(shí)供電優(yōu)化調(diào)度和鉛鋅火法冶煉過(guò)程的建模與優(yōu)化控制問題。針王雅琳：智能集成建模理論及其在有色冶煉過(guò)程優(yōu)化控制中的應(yīng)用研究對(duì)具體的研究對(duì)象，進(jìn)行了多種智能集成建模方法及其工業(yè)應(yīng)用的研究，f
6、包括：(a)鋅電解過(guò)程電流效率與電流密度和酸鋅比間的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：(b)基于經(jīng)驗(yàn)機(jī)理模型和ASDNN的燒結(jié)塊鉛鋅成分智能集成模型；(c)由基于物料平衡和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型和基于專家經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則模型并聯(lián)組成的燒結(jié)塊殘硫軟測(cè)量集成模型；(d)基于最優(yōu)權(quán)重的燒穿點(diǎn)位置與透氣性和臺(tái)車速度的模糊規(guī)則與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)集成模型：(e)鼓風(fēng)透氣性與批重和批次的輸入加權(quán)式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果證明了這些智能集成建模方法的可行性、優(yōu)越性和實(shí)用性。文中還在建立了過(guò)程優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，分別采用模擬退火算法、專家推理和遺傳算法求解了三個(gè)不同的過(guò)程優(yōu)化問題。其中，鋅電解過(guò)程分時(shí)供
7、電優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)已投入生產(chǎn)運(yùn)行，為鋅電解過(guò)程帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益；而鉛鋅火法冶煉過(guò)程的優(yōu)化控制只給出部分優(yōu)化仿真結(jié)果和優(yōu)化控制思路，盡管如此，他們驗(yàn)證了智能集成模型用于、過(guò)程優(yōu)化中的可行性，并能為控制的具體實(shí)施提供重要指導(dǎo)。1，關(guān)鍵詞：智能集成建模y復(fù)雜工業(yè)過(guò)程：穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；模糊邏輯；專家推理；機(jī)理建模：系統(tǒng)辨識(shí)；有色金屬冶煉過(guò)程，鋅電解過(guò)程y分時(shí)供電(或分時(shí)負(fù)荷)；鉛鋅燒結(jié)過(guò)程；密閉鼓風(fēng)熔煉過(guò)程；模擬退火算法_遺傳算法y中南大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTNowadays，steady-stateoptimalcontrolhasbecomeal
8、limportantapproachtotappingpotent
