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专利号: 2020106301309
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种脱丁烷塔底部产品丁烷含量的在线软测量方法,其特征在于,包括以下步骤:首先,离线软测量建模阶段包括如下所示步骤(1)至步骤(5);步骤(1):利用脱丁烷塔设备中安装的7个测量仪表实时测量数据,直至采集得到N个样本数据,分别记录成7个列向量x1,x2,…,x7,并利用离线分析仪获取相同测量时刻塔底部产品丁烷含量的N个数据,对应记录成列向量y,其中xi由第i个过程变量的N个样本数据组成,i∈{1,2,…,7}分别对应于塔顶部温度,塔顶部压力,回流流量,底部产品出口流量,第6层塔板温度,塔底部温度A和塔底部温度B,其中A和B分别表示两个不同的温度测量位置;步骤(2):根据如下所示公式对x1,x2,…,x7和y分别实施归一化处理,对应得到7个数据向量和1 个输出向量并将数据向量组建成一个过程矩阵其中,RN×7表示N×7维的实数矩阵,表示归一化处理后的第i个数据向量,xi(min)表示列向量xi中的最小值,xi(max)表示列向量xi中的最大值,y(min)与y(max)分别表示列向量y中的最小值和最大值,下标号i∈{1,2,…,7};步骤(3):根据如下所示公式组建输入矩阵Z中的第k列输入向量zk∈R21×1:zk=[X(k+2),X(k+1),X(k)]T     ②其中,X(k+2),X(k+1),X(k)分别表示过程矩阵X中的第k+2行,k+1行,和第k行的行向量,k∈{1,2,…,n},R21×1表示21×1维的实数向量,n=N-2,上标号T表示矩阵或向量的转置;步骤(4):搭建一个由M级Elman神经网络串联组成的深度Elman神经网络模型,并确定中间层神经元的传递函数f(u),输出层神经元的传递函数ζ(u),以及各级Elman神经网络的中间层神经元个数h1,h2,…,hM;其中u表示函数自变量;步骤(5):利用BP算法依次训练第1级Elman神经网络,第2级Elman神经网络,至第M级Elman神经网络,并保留各级Elman神经网络的中间层神经元的权重系数W1,W2,…,WM和中间层神经元的阈值b1,b2,…,bM,各级Elman神经网络的承接层到中间层的连接权值V1,V2,…,VM和阈值a1,a2,…,aM,第M级Elman神经网络的输出层神经元的权重系数和阈值具体

的实施过程如步骤(5.1)至步骤(5.6)所示;步骤(5.1):第1级Elman神经网络的输入层有21个神经元,中间层有h1个神经元,输出层有1个神经元,初始化中间层神经元和输出层神经元的权重系数和阈值,并同时初始化承接层到中间层的连接权值与阈值;步骤(5.2):以z1,z2,…,zn做为第1级Elman神经网络的输入,同时以做为第1级Elman神经网络的输出,利用BP算法训练得到第1级Elman神经网络的中间层神经

元的权重系数和阈值承接层到中间层的连接权值和阈值

承接层到中间层的连接权值与阈值;步骤(5.4):将第m级Elman神经网络中间层神经元的输出向量g1(m),g2(m),…,gn(m)做为第m+1级Elman神经网络的输入,同时以做为第m+1级Elman神经网络的

输出,其中g1(m),g2(m),…,gn(m)的计算方式如下所示:上式中,k∈{1,2,…,n},当k=1时,表示零向量,表示hm×1维的实数向量;步骤(5 .5):利用BP算法训练得到第m+1级Elman神经网络中间层神经元的权重系数