間歇過(guò)程是生物制藥、精細(xì)化工、微電子、食品等行業(yè)的主要生產(chǎn)方式,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物制品、半導(dǎo)體器件等高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)中。在間歇過(guò)程中,通過(guò)獲取過(guò)程變量的在線測(cè)量數(shù)據(jù),分析過(guò)程變量狀況,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施在線監(jiān)測(cè)與優(yōu)化控制,有效地提高了間歇生產(chǎn)過(guò)程安全運(yùn)行和生產(chǎn)優(yōu)化。受在線測(cè)量技術(shù)的制約,在間歇過(guò)程中存在著不易測(cè)量的過(guò)程變量,直接影響著間歇過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)與優(yōu)化控制。軟測(cè)量通過(guò)建立間歇過(guò)程不易測(cè)量過(guò)程變量與易測(cè)變量之間的數(shù)學(xué)模型,能夠在線估計(jì)不易測(cè)量過(guò)程變量,已成為不易測(cè)量過(guò)程變量在線測(cè)量的重要方法。然而,間歇過(guò)程受操作工藝、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表性能衰減等因素的影響,所獲得的過(guò)程數(shù)據(jù)具有非規(guī)則特征,非規(guī)則過(guò)程數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為生產(chǎn)批次切換導(dǎo)致的不等長(zhǎng)批次數(shù)據(jù)、操作切換的多時(shí)段數(shù)據(jù),這些非規(guī)則數(shù)據(jù)直接用于間歇過(guò)程軟測(cè)量,嚴(yán)重影響著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟測(cè)量的準(zhǔn)確性;同時(shí)現(xiàn)有的間歇過(guò)程軟測(cè)量建模方法通常僅考慮了過(guò)程數(shù)據(jù)的非線性,沒(méi)有考慮過(guò)程數(shù)據(jù)具有的高維度、動(dòng)態(tài)性特征,降低了軟測(cè)量建模的準(zhǔn)確性。因此,研究非規(guī)則數(shù)據(jù)下的間歇過(guò)程軟測(cè)量建模方法具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文在詳細(xì)分析間歇過(guò)程非規(guī)則數(shù)據(jù)... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：126 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１基于ＤＴＷ的不等長(zhǎng)批次數(shù)據(jù)同步化：（ａ）同步化路徑和（ｂ）同步化結(jié)果??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｕｎｅｑｕａｌ－ｌｅｎｇｔｈ?ｂａｔｃｈ?ｄａｔａ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＤＴＷ：?（ａ）?ｗａｒｐｉｎｇ?ｐａｔｈ?ａｎｄ?（ｂ）??ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ?ｒｅｓｕｌｔ??在局部相似度的基礎(chǔ)上，計(jì)算批次數(shù)據(jù)之間的總體距離￡？，即??Ｈ??：?ｕ）?ｄｊ（＾）?ｊＷ??＇

?第二章基于核動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整的間歇過(guò)程不等長(zhǎng)批次數(shù)據(jù)同步化方法???離矩陣和同步化最優(yōu)路徑。對(duì)于圖２－１所示例子，選擇不同的核參數(shù)對(duì)應(yīng)的局部相似??度矩陣、同步化路徑和同步化結(jié)果如圖２－２所示。??（ａ）?２４?￣?２４?ＦＩ￣ｊ；??Ｉ：夕?ｉｔ?Ｉ??：■二：７二??（：?ｉ．ｒ［廣土，??０ｌＣ???ｌＪ?＼?ｉ?ｇ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??０?４?８?１２?１６?２０?０?４?８?１２?１６?２０?０?４?８?１２?１６?２０?２４??（ｂ）?２４?ｊｊ?－ｊｍ?２４?￣ｙｒｉ?？??２〇?ｒ?２０?Ａ??１６１１６??：Ｌｍｊ?：Ｌ＾�。�?Ｌ上??ｖ０?４?８?Ｕ?１６?２０?ｕ０?４?８?１２?１６?２０?０?４?８?１２?１６?２０?２４??（ｃ）?２４１—；?ＳＩ?２４ｒ—ｉ￣￣ＦＴ］??５???２０?％?Ｗ?＊?２０?％?＊?Ｋ?，？＊?Ａ??１６?ｆ?５?．６?ｔ／ｌ??１２?－?＊?■?ｉ２．?ｙ?＊?ｓ??４?－?ｉ?ｒ?＾?－Ｊ?ｉ?ｉ｜?Ｉ??０?４?８?１２?１６?２０?？?４?８?１２?１６?２０?０?４?８?１２?１６?２０?２４??圖２－２局部相似度矩陣（左邊列）、累積距離矩陣和同步化路徑（中間列）和同步化結(jié)果（右邊??列）：（ａ）核參數(shù)為０．５，?（ｂ）核參數(shù)為１，（ｃ）核參數(shù)為５??Ｆｉｇ．２－２?Ｌｏｃａｌ?ｋｅｒｎｅｌ?ｄｉｓｔａｎｃｅｓ?（ｌｅｆｔ?ｃｏｌｕｍｎ），?ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｄｉｓｔａｎｃｅｓ?ａｎｄ?ｗａｒｐｉｎｇ?ｐａｔｈ?（ｍｉｄｄｌｅ?ｃｏｌｕｍｎ），??ａｎｄ?ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?（ｒｉｇｈｔ?ｃｏｌｕｍ

?第二章基于核動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整的間歇過(guò)程不等長(zhǎng)批次數(shù)據(jù)同步化方法???２．４．３基于ＫＤＴＷ的測(cè)試批次同步化??基于ＫＤＴＷ的測(cè)試批次同步化步驟如下：??步驟１、采集間歇過(guò)程的歷史批次數(shù)據(jù)集并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；??步驟２、利用ＭＰＳＣ選擇參考批次，將剩余批次看作測(cè)試批次；??步驟３、根據(jù)所提出的ＳＰＣＩ確定最優(yōu)核參數(shù)；??步驟４、在最優(yōu)核參數(shù)設(shè)定下，利用所提出的ＫＤＴＷ方法和參考批次對(duì)所有的測(cè)??試批次進(jìn)行同步化。??綜上所述，基于ＫＤＴＷ的間歇過(guò)程不等長(zhǎng)批次數(shù)據(jù)同步化流程如圖２￣４所示。??２．５實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析??２．５．１青霉素發(fā)酵過(guò)程??２．５．１．１過(guò)程描述??青霉素是一種具有廣泛臨床醫(yī)學(xué)價(jià)值的抗生素，其生產(chǎn)過(guò)程是典型的非線性間歇??過(guò)程，如圖２－５所示。ＰｅｎＳｉｍＶ２＿０是由Ｂｉｏｒ等［１３］開(kāi)發(fā)的青霉素發(fā)酵過(guò)程仿真平臺(tái)，??提供了青霉素發(fā)酵過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)模擬數(shù)據(jù)。在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，在不同的初始條件設(shè)定下，??利用ＰｅｎＳｉｍ?Ｖ２．０生成３０個(gè)正常工況下的批次數(shù)據(jù)。每個(gè)批次的采樣時(shí)間從３０４小時(shí)??到４９５小時(shí)不等，共采集如表２－２所示的９個(gè)過(guò)程變量數(shù)據(jù)，采樣周期為〗小時(shí)。３０??個(gè)批次的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程變量數(shù)據(jù)如圖２－６所示。??Ａｇｉｔａｔｏｒ?ｐｏｗｅｒ?Ｉｎｉｔｉａｌ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??ｐＨ?ｓｅｔｔｉｎｇ??＾??Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??廠義ＦＣ少｜?Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ?ｏｘｙｇｅｎ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??ｌ?Ｂｉｏｍａｓｓ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??「Ａｃｉｄ?ｊ?］?ＴｐＨｊ?Ｉ?Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??Ｉ?Ｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]發(fā)酵過(guò)程智能測(cè)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙利強(qiáng).北京化工大學(xué) 2009
[5]復(fù)雜工況過(guò)程統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)方法研究[D]. 葛志強(qiáng).浙江大學(xué) 2009
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