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专利号: 2019106950602
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于过程迁移模型的间歇过程最优补偿控制策略,其特征在于,利用两个相似间歇生产过程中A和B的数据建立过程迁移模型,具体包括以下步骤:步骤1:展开二维数据矩阵以获得A生产过程输入、输出变量矩阵Xa、Ya,B生产过程输入、输出变量矩阵Xb、Yb;

其中,Xa为A生产过程输入变量矩阵;

Xb为B生产过程输入变量矩阵;

Ya为A生产过程输出变量矩阵;

Yb为B生产过程输出变量矩阵;

步骤2:分别根据各自的均值和方差对A生产过程和B生产过程的数据矩阵进行归一化处理,并建立过程迁移模型;

步骤3:根据公式(1)构造优化问题并求解B生产过程最优解xb(k)*:其中,k表示第k个间歇生产过程;

λ1是软约束的权重系数;

T2统计量是软约束;

xL和xU分别是操作变量的最小值和最大值;

步骤4:将xb(k)*设置为查询数据xq,并根据公式(2)分别计算A生产过程、B生产过程历史数据和查询数据之间的相似性s(xa,xq)、s(xb,xq):其中,λ∈[0,1]是权重参数;

d(xq,xi)是xq和xi之间的欧式距离;

θi表示xq和Δxi之间的角度;

步骤5:根据相似性从原始数据集中选择A生产过程的n个最相关数据和B生产过程中m个最相关数据;

步骤6:分别计算所选数据与查询数据xq和它的质量输出指标 之间的偏差,即(xa,ya)和(xb,yb)与 之间的偏差,分别得到A生产过程的n批输入、输出偏差数据(Δxa,Δya)和B生产过程的m批输入、输出偏差数据(Δxb,Δyb);

其中,Δxa为生产过程A操作变量的补偿值;

Δxb为生产过程B操作变量的补偿值;

步骤7:根据公式(3)求解优化目标函数,得到xb(k)*的最优补偿值Δxb(k)*:其中,T2local统计量是软约束;

λlocal是软约束的权重系数;

D为信任区域半径;

步骤8:根据公式(4)对最终最优解xb(k)*+Δxb(k)*进行滤波,得到重新调整后的操纵变量xb(k),并根据公式(5)利用第k-1批次和第k批次的输入、输出数据来计算预测的性能指标偏差ΔPpred:其中,I为单位矩阵;

W为对角增益矩阵;

步骤9:如公式(6)中所示,如果预测的性能指数衰减率τ大于优化终止阈值η,然后使用最新的重新调整后的操纵变量xb(k)来运行第k个间歇生产过程;如果性能指数衰减率τ小于阈值η,则第k批次优化失败,并使用先前批次即第k-1批次的操作变量xb(k-1)来运行第k个间歇过程,即xb(k)=xb(k-1)。

步骤10:当第k批次运行完成后,收集新的数据并使用操纵变量xb(k)和最新的产品质量yb(k)来更新B生产过程中的建模数据集;

步骤11:用历史误差δk-1来计算第k批次的最新预测误差δk和其第一个置信区间其中, 是误差平均值;

σ是标准差;

z是误差的方差;

α1是显著性水平;

步骤12:如果h个连续批次的预测误差δk~k+h落在其第一置信区间内,则消除A生产过程中相似性最小的若干批次数据,否则,无需进行数据的消除;

步骤13:根据公式(7)计算实际性能指标偏差ΔPreal,并根据以下准则更新D:如果ΔPreal<ΔPpred,Dk+1=β||Δxb(k)*||.

如果ΔPreal>ΔPpred且Dk+1=||Δxb(k)*||,Dk+1=γDk.

否则,Dk+1=Dk.

其中,β、γ都是权重参数

ΔPreal=P(xb(k-1),yb(k-1))-p(xb(k),yb(k))    (7);

步骤14:用历史误差δk-1计算第k批次的第二置信区间步骤15:如果h个连续批次的预测误差δk~k+h落在其第二置信区间内,且A生产过程中数据量小于原始数据量的三分之一,则停止迁移过程并通过普通模型来代替过程迁移模型;

否则,让k=k+1,返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的一种基于过程迁移模型的间歇过程最优补偿控制策略,其特征在于,所述步骤2中使用JYKPLS方法建立过程迁移模型。