基于域适配的磨矿分级过程监测方法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asaaaas
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
工业生产过程日益复杂,对工业过程中的故障进行检测与诊断变得越来越重要。故障检测与诊断是许多工程应用中一个重要且富有挑战性的问题,并将继续活跃在控制研究领域。随着计算机技术的发展,大量的工业数据被采集并保存下来,使得基于数据驱动的方法成为了当今过程监测领域的主流技术。在许多基于数据驱动的机器学习算法中,有一个重要的假设就是训练数据和测试数据服从相同的数据分布。但是,在磨矿分级生产过程中,由于产品溢流粒度、矿石属性和设备参数的不确定性和非线性,常常导致旧过程(源域)和新过程(目标域)的生产数据不满足同分布的条件。如果我们想要实现新的生产过程的故障诊断,可以在有限的条件下尽可能地利用相似工业过程的信息来提高故障诊断的准确性,减少领域间的分布差异,也就是将域适配的思想引入机器学习。事实证明,域适配在图像分类、目标识别、情感分析和跨不同客户数据集的文档分类方面具有前景,但是在工业领域识别故障信息的应用较少。本文在分析现有的过程监测方法的基础上,结合磨矿分级过程中数据分布不同但相似的跨域故障检测与诊断问题,对基于域适配的过程监测方法展开研究,主要的研究内容如下:(1)总结概括现有的过程监测方法,对于其中基于数据驱动的过程监测方法面临的问题进行阐述,进而引出迁移学习研究的意义,我们针对迁移学习中域适配问题的研究现状做了详细阐述,并提出了本文的整体研究策略。(2)在现代化选矿生产工艺流程中,通常包含多条相似的磨矿分级过程生产环节,各环节投产时间存在差异,其运行周期可以根据生产负荷或维修指令灵活调整。另外,由于生产条件、生产原料和设备参数等条件变化导致生产过程数据分布发生变化,对于生产经验和历史过程数据较少的新过程,直接对该过程建立监测模型难度较大,并且模型的监测准确性不理想,容易发生过拟合和负迁移。因此,本文引入域适配方法,建立基于极限学习机域适配模型,将目标域的极限学习机分类器参数投影到源域参数空间中,使其最大限度地与源域的分类器参数分布相同。此外,考虑到迁移中有可能带来负迁移和过拟合的情况,在目标函数中引入参数逼近项和正则项约束。该算法与以往的域适配算法相比优势在于,其分类器参数以及转移矩阵是同时优化得到的,并且其目标函数求解过程相对简单。我们主要针对于实际的磨矿分级生产过程数据验证了该方法的实用性,其中还利用经典的TE过程数据验证所研究方法的有效性。(3)磨矿分级生产过程与生俱来的非线性特性严重影响监测效果,并且在实际生产过程中,由于新过程投产时间不长,无法提供可用的标签数据用于建立监督模型。针对这种情况,本文提出一种基于联合分布适配和流形对齐的过程监测方法。该方法学习了两个将源域(标记数据)和目标域(无标记数据)的监测数据映射到两个低维子空间中的投影矩阵,其中分布移位和结构移位同时减少。并且将流形对齐和核方法引入到域适配中,这不仅可以保持每个集合中的邻域关系,还使投影坐标中对应点的距离尽可能接近,适用于具有非线性特征的复杂过程。最后,针对于实际的磨矿分级过程数据进行了实用性验证,并且利用TE过程验证了该方法的有效性。
其他文献
离心式压缩机是一种旋转机械设备,广泛应用于石油化工等行业,是工业过程重要的关键设备。压缩机在高速运行的过程中,如果部件异常演变为故障,压缩机往往会停机检查甚至损坏,造成生产的停滞和巨大的经济损失。如果在压缩机故障演变前预测关键变量,识别出故障,这对于保证设备的安全性,减少企业的维护成本和损失有着重要意义。故障预测的目的是利用设备历史数据的信息建模,输出未来时刻部件故障之前关键特征的变化。而基于循环
随着社会经济的飞速发展,黄金等稀有金属的需求量逐年升高,高品位矿产资源储量迅速减少。湿法冶金因其在处理低品位及复杂矿石上具有独特的优势而被广泛采用。随着湿法冶金生产规模的大型化,生产过程的复杂程度以及危险性也随之增高,连续的生产以及设备的长时间运行都会导致湿法冶金过程发生故障的几率升高。一旦有故障发生,将会造成巨大的经济损失甚至是安全事故等。因此,对湿法冶金生产过程进行准确的故障诊断至关重要。由于
冷轧作为钢铁产品生产的关键工序之一,在整个钢铁产品生产流程中处于最下游,对钢材的交货期起着至关重要的作用,其大规模、多工序、多机组的连续生产过程具有很大优化空间。每个工序设备的排程结果将对全局合同计划排程起着重要的优化作用。多工序多机组冷轧排程问题在组合优化研究领域类似于带时间窗的旅行商问题(Travelling Salesman Problem,TSP),实质是决策问题,决策材料所选设备以及生产
机器人的编程一直是国内外学术界和工业界探讨解决的问题。经典的编程方法有示教编程、离线编程、引导编程以及遥控编程。这些编程方法因其独有的优势在实际生产和研究中取得了很多应用。目前在装配领域新的应用需求越来越要求机器人的智能化,特别是在小批量、短周期产品需求上,应用领域也更加广泛,这对机器人编程、校正、认知能力都是新的挑战。因此演示编程成为其中的最大热点,然而很多的研究将人的演示直接转化为机器人程序。
随着智能泊车、仓储物流等行业的兴起,移动机器人的市场占有率逐年升高。机器人的定位问题作为机器人性能的关键衡量指标也愈发重要,本文基于多年机器人竞赛的经验,立足于赛场上电磁环境复杂、运动状态多样化的特点,从机器人定位的实际应用角度出发,设计了一款定位实时性高、抗干扰能力强、精度高的平面定位模块。并在此基础上持续改进,着眼于定位精度与定位稳定性的逐步提升,力求推广至商用机器人与工业级机器人的复杂应用场
随着网络与信息技术的飞速发展,数据量呈现爆炸式的增长趋势。人们希望在大量数据信息中快速、准确地寻找出自己所需问题的答案。在此前提下,智能问答系统为了满足人们及时获取有用信息的需求而快速发展起来,具有巨大实际应用价值。语义相似度计算是智能问答系统中一个非常基础而关键的问题,长期以来一直是人们研究的热点和难点。但由于中文口语化以及词语组合灵活多变等特性导致语义相似度计算的结果一直很差,这极大的限制了问
钙钛矿太阳能电池中电子传输层对太阳能电池的性能至关重要,其中TiO2具有带隙大、电子寿命长、制备成本低等优点,是目前钙钛矿太阳能电池电子传输层中应用最广泛的材料之一。当前,以锐钛矿或金红石TiO2为电子传输材料的钙钛矿太阳能电池分别都获得了良好的光电性能,但对于锐钛矿与金红石混合相TiO2作为电子传输材料的研究相对较少,晶体结构对电子传输性能的影响规律研究尚不系统,且TiO2的导电率相对较低,不利
新型黑体空腔式钢水连续测温传感器解决了传统黑体空腔式钢水连续测温传感器测温响应速度慢,难以满足如连铸开浇、换包、精炼等场合要求测温响应速度快的这一问题,但是实际使用中发现某些新型黑体空腔式钢水连续测温传感器仍然出现响应速度滞后的问题。实验测试发现新型黑体空腔式钢水连续测温传感器产生响应滞后的根本原因是传感器金属陶瓷管部分与传感器主体部分没有轴对中,使红外传感器探测的位置沿腔壁上移,将传热速度慢的区
当今社会对于机器人需求已经不只是限于重复性的任务,而是希望机器人可以拥有一定程度的自主协同功能。所以有越来越多的专家学者开始研究多机器人系统,多机器人协同逐渐成为近年来的研究热点之一。多机器人系统具有很多单体机器人无法比拟的优点,如可靠性、并行性、场景分布特性等。本文基于apriltag视觉基准系统建立定位模型,并对apriltag基准系统做了分析以及性能上的改进,可以采用单目视觉获取机器人自身位
近年来,各国在军事领域的发展都不断加快,并相继推出了“未来士兵”的军事战略方针。此方针主要着眼于智能数字化作战平台,包括作战、侦察、通信、防护等各方面,其中单兵作战装备改造尤为重要。在未来战场的多变性和复杂性的要求下,单兵能够承载各种装备,适应各种环境,完成多样化的任务,不可避免的会增加单兵的负荷,这样一来对单兵的体能及机动能力造成了极大的影响。外骨骼作为一种新型的人机交互机器人,其可穿戴性为单兵