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一种改进自适应AP聚类的多模型软测量方法
  • ISSN号:1671-7848
  • 期刊名称:《控制工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]江南大学物联网工程学院,江苏无锡214122, [2]江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21206053,21276111); 江苏省“六大人才高峰”计划资助(2013-DZXX-043)
中文摘要:

针对具有多工况特征的工业生产过程,多模型建模是一种有效的软测量建模方法。建模过程中,聚类方法、建模方法及融合方式都会对模型的精度产生影响。因此,提出一种改进自适应仿射传播聚类的多模型建模方法。首先,采用自适应仿射传播聚类算法确定偏置参数近似值,并用差分进化算法对偏置参数和阻尼系数进行局部范围内寻优,划分得到更优的子数据集;然后,建立各个高斯过程回归子模型;最后,对于新来的数据,利用贝叶斯融合方法自适应地计算出各子模型的权重,融合各子模型预测值得到最终的输出。通过对标准数据集和青霉素发酵过程数据的建模仿真,验证了所提方法的有效性。

英文摘要:

Multi-model soft sensor modeling methods are effective for multi-mode industrial processes. During the modeling process, the prediction accuracy can be influenced by clustering strategies, modeling approaches and ensemble learning methods. A multi-model soft sensor method is therefore proposed in this paper based on improved adaptive affinity propagation clustering algorithm. Firstly, an adaptive affinity propagation clustering algorithm is applied to determine the approximate value of preference parameters, and the differential evolution algorithm is then employed to optimize the preference and damping parameter on a local scale, thus more accurate sub-datasets can be obtained; Afterwards, the Gaussian process regression method is utilized to construct sub-models; Finally, for the new data, the Bayesian ensemble method is adopted to calculate the weights of sub-models adaptively, the final prediction result is obtained by combination of different models' performance. The simulation results of a standard dataset and soft sensor modeling of the penicillin fermentation process altogether indicate the effectiveness of the proposed algorithm.

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期刊信息
  • 《控制工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:柴天佑
  • 地址:沈阳市东北大学310信箱
  • 邮编:110004
  • 邮箱:kzgcbjb@mail.neu.edu.cn
  • 电话:024-23883498 83688973
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-7848
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1476/TP
  • 邮发代号:8-216
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10591