基于虚拟样本生成技术的多组分机械信号建模 被引量：24

1

作者 汤健 乔俊飞 +2 位作者 柴天佑 刘卓 吴志伟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1569-1589,共21页

采用具有多组分、非平稳、非线性等特性的机械振动/振声信号构建数据驱动软测量模型,是目前工业界测量高能耗旋转机械设备内部难以检测过程参数的常用手段.针对机械信号产生机理的复杂性导致模型解释性弱,以及工业过程连续不间断运行和... 采用具有多组分、非平稳、非线性等特性的机械振动/振声信号构建数据驱动软测量模型,是目前工业界测量高能耗旋转机械设备内部难以检测过程参数的常用手段.针对机械信号产生机理的复杂性导致模型解释性弱,以及工业过程连续不间断运行和机械设备旋转封闭的特殊性导致获取完备训练样本的经济性差和周期性长等问题,本文提出一种基于虚拟样本生成(Virtual sample generation,VSG)技术的多组分机械信号建模方法.首先,将机械信号自适应分解为具有不同时间尺度的平稳子信号并变换为多尺度谱数据;接着,采用适合于小样本高维数据建模的改进选择性集成核偏最小二乘(Selective ensemble kernel partial least squares,SENKPLS)算法构建面向真实训练样本的基于可行性的规划(Feasibilitybased programming,FBP)模型,提出一种综合先验知识和FBP模型等手段面向高维谱数据的VSG技术,用以弥补真实训练样本的短缺问题;然后,基于互信息(Mutual information,MI)对由真实和虚拟训练样本组成的混合建模数据进行自适应特征选择;最后,基于约简的混合训练样本采用SENKPLS构建软测量模型.以近红外谱数据和磨矿过程实验球磨机的筒体振动/振声信号验证所提VSG技术和面向多组分机械信号建模方法的合理性和有效性. 展开更多

关键词 多组分机械信号 高维谱数据 难以检测过程参数 数据驱动建模 虚拟样本生成

下载PDF 职称材料

基于时序图像深度学习的电熔镁炉异常工况诊断 被引量：18

2

作者 吴高昌 刘强 +1 位作者 柴天佑 秦泗钊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1475-1485,共11页

超高温电熔镁炉(Fused magnesium furnace, FMF)生产炉况监测困难,易发生欠烧异常工况,不仅造成产品质量下降,也直接危害生产安全与人员安全.现有的人工巡检方式实时性差,容易发生漏报和误报,甚至导致铁制炉壳烧透、烧漏.针对该问题,本... 超高温电熔镁炉(Fused magnesium furnace, FMF)生产炉况监测困难,易发生欠烧异常工况,不仅造成产品质量下降,也直接危害生产安全与人员安全.现有的人工巡检方式实时性差,容易发生漏报和误报,甚至导致铁制炉壳烧透、烧漏.针对该问题,本文采用视频信号,利用电熔镁炉欠烧工况的时空特征,即在炉壳表面出现的局部不规则高亮区域的空间特征,以及该高亮区域随时间呈现出亮度增强、面积变大的时序特征,提出一种基于卷积循环神经网络(Convolutional recurrent neural network, CRNN)的电熔镁炉异常工况诊断新方法.该方法包括图像序列一致性变换和时序残差图像提取预处理、基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)的空间特征提取、基于循环神经网络(Recurrent neural network,RNN)的时序特征提取、基于加权中值滤波的工况自动标记.最后采用实际的电熔镁炉炉壳的视频信号,进行了所提方法与现有的两种深度学习网络模型的实验比较研究,结果说明了所提方法的优越性. 展开更多

关键词 电熔镁炉 时空特征提取 异常工况诊断 卷积神经网络 循环神经网络

下载PDF 职称材料

数据驱动的工业过程运行优化控制 被引量：13

3

作者 李金娜 高溪泽 +1 位作者 柴天佑 范家璐 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1584-1592,共9页

现代工业过程机理复杂使得很难对生产过程以及运行指标与被控变量之间关系精确建模.如何基于工业运行过程数据信息,不依赖模型参数给出设定值设计方案,优化运行指标是一挑战性难题.本文针对在稳态附近可以线性化的一类工业过程,考虑运... 现代工业过程机理复杂使得很难对生产过程以及运行指标与被控变量之间关系精确建模.如何基于工业运行过程数据信息,不依赖模型参数给出设定值设计方案,优化运行指标是一挑战性难题.本文针对在稳态附近可以线性化的一类工业过程,考虑运行控制环和底层控制环不同时间尺度,提出一种基于Q--学习方法的次优设定值学习算法.此算法完全利用数据,学习得到次优设定值,实现运行指标以次优的方式跟踪理想值.浮选过程仿真结果表明本文所提方法的有效性. 展开更多

关键词 运行优化控制 设定值 近似动态规划 Q--学习

下载PDF 职称材料

PEMFC空气供给系统的二型自适应模糊建模与过氧比控制 被引量：9

4

作者 王永富 马冰心 +1 位作者 柴天佑 张晓宇 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期853-865,共13页

质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气供给系统存在外部扰动和参数不确定等动态特性,难以实现精准建模和控制.本文结合精确线性化和二型模糊逻辑系统,提出一种自适应控制器实现PEMFC空气供给系统的建模... 质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气供给系统存在外部扰动和参数不确定等动态特性,难以实现精准建模和控制.本文结合精确线性化和二型模糊逻辑系统,提出一种自适应控制器实现PEMFC空气供给系统的建模与过氧比控制.该控制器不需要PEMFC空气供给系统模型结构和参数完全已知的条件,而是通过二型模糊逻辑系统在线逼近PEMFC空气供给系统中的未建模动态并从Lyapunov函数中导出自适应参数,从而保证系统收敛性与稳定性.通过稳定性分析证明了该控制器作用下系统跟踪误差的有界性,仿真实验进一步验证了该控制器的有效性与实用性. 展开更多

关键词 二型模糊逻辑系统 自适应控制 精确线性化 LYAPUNOV稳定性 过氧比

下载PDF 职称材料

端边云协同的PID整定智能系统 被引量：5

5

作者 柴天佑 周正 +2 位作者 郑锐 刘宁 贾瑶 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期514-527,共14页

本文在分析智能制造对PID整定的新需求及PID整定面临的挑战难题的基础上,将自动化的建模、控制与优化和人工智能的深度学习与强化学习深度融合与协同,提出了自适应与自主的PID整定的智能优化方法,包括端边云协同的PID控制过程数字孪生... 本文在分析智能制造对PID整定的新需求及PID整定面临的挑战难题的基础上,将自动化的建模、控制与优化和人工智能的深度学习与强化学习深度融合与协同,提出了自适应与自主的PID整定的智能优化方法,包括端边云协同的PID控制过程数字孪生模型和强化学习与数字孪生模型相结合的PID整定算法.将工业互联网的端边云协同技术与PLC控制系统相结合,研制了PID整定智能系统,并在重大耗能设备—电熔镁炉成功应用.该系统安全、可靠与优化运行,取得显著的节能减排效果.最后,提出了控制系统智能化研究方向需要进一步深入研究的内容. 展开更多

关键词 PID参数整定 端边云协同技术 深度学习 强化学习 智能系统

下载PDF 职称材料

基于多尺度振动和振声频谱特征自适应提取与选择的磨机负荷参数软测量 被引量：7

6

作者 刘卓 柴天佑 汤健 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2603-2610,共8页

针对磨机筒体振动/振声多尺度频谱与磨机负荷参数间的模糊特性、多源多尺度频谱间的冗余性与互补性,以及现有文献中潜结构选择性集成模型难以模拟运行专家"听音"推理识别磨机负荷参数等问题,提出一种基于多尺度振动/振声频谱... 针对磨机筒体振动/振声多尺度频谱与磨机负荷参数间的模糊特性、多源多尺度频谱间的冗余性与互补性,以及现有文献中潜结构选择性集成模型难以模拟运行专家"听音"推理识别磨机负荷参数等问题,提出一种基于多尺度振动/振声频谱特征自适应提取与选择的磨机负荷参数软测量模型.该方法首先进行多尺度频谱获取,然后基于核潜结构映射和互信息进行多尺度振动和振声频谱特征的自适应提取和选择,最后采用同步聚类算法、Madani模糊模型以及基于分支定界和自适应加权融合算法的选择性集成学习策略构建磨机负荷参数软测量模型.通过实验球磨机验证了所构建的软测量模型能够模拟运行专家的模糊推理机制,具有较好的建模精度. 展开更多

关键词 磨机负荷 经验模态分解 多尺度频谱 特征选择与提取 模糊推理 选择性集成建模

原文传递

端边云协同的复杂工业过程运行控制智能系统 被引量：2

7

作者 柴天佑 程思宇 +2 位作者 李平 贾瑶 郑锐 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2051-2062,共12页

针对难以建立数学模型的复杂工业运行控制过程,利用可获得的过程控制系统设定值和运行指标以及相关变量的工业大数据和运行控制过程特性,将系统辨识与深度学习相结合,建立以实际运行指标以及相关变量为输入,以实际过程控制系统设定值为... 针对难以建立数学模型的复杂工业运行控制过程,利用可获得的过程控制系统设定值和运行指标以及相关变量的工业大数据和运行控制过程特性,将系统辨识与深度学习相结合,建立以实际运行指标以及相关变量为输入,以实际过程控制系统设定值为输出的运行控制过程数字孪生模型,提出云-边协同的过程控制系统设定值智能控制方法.所提出方法由云-运行控制过程数字孪生模型、边-过程控制系统设定值智能控制模型和自校正机制组成.将工业互联网与工业过程控制系统相结合,提出端边云协同的工业运行控制智能系统的架构和功能,采用所提出控制系统设定值智能控制方法,研制工业过程运行控制智能系统,并在选矿关键设备—–高压辊磨成功应用.所提出系统安全、可靠和优化运行,取得了显著的节能减排效果. 展开更多

关键词 运行控制 系统辨识 深度学习 端边云协同技术 数字孪生 智能系统

原文传递

电熔镁砂生产用电需量多步智能预报方法 被引量：2

8

作者 张菁雯 柴天佑 李慷 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1868-1877,共10页

电熔镁砂生产(Fused magnesia smelting process,FMSP)用电需量会出现先升后降的尖峰现象,当峰值达到用电需量限幅值,会将电熔镁炉(Fused magnesia furnace,FMF)拉闸断电.为避免尖峰时刻的不必要拉闸需要对需量尖峰进行识别,因此需要进... 电熔镁砂生产(Fused magnesia smelting process,FMSP)用电需量会出现先升后降的尖峰现象,当峰值达到用电需量限幅值,会将电熔镁炉(Fused magnesia furnace,FMF)拉闸断电.为避免尖峰时刻的不必要拉闸需要对需量尖峰进行识别,因此需要进行需量多步预报.利用电熔镁砂生产过程熔化电流闭环控制系统方程建立了由线性模型和未知非线性动态系统组成的需量多步预报模型,将系统辨识与深度学习相结合提出了端边云协同的电熔镁砂生产用电需量多步智能预报方法.采用电熔镁砂生产过程的工业大数据的实验结果验证了所提的预报方法可以准确预报需量的变化趋势. 展开更多

关键词 需量多步预报 需量尖峰 端边云协同 自适应深度学习

下载PDF 职称材料

时延非线性系统无模型预设性能控制

9

作者 张晋熙 柴天佑 王良勇 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期937-946,共10页

研究含有状态时延的严反馈非线性系统的跟踪控制问题,充分考虑时延的时变性和任意性以及系统的未知动力学特性.为解决该问题,取代参数辨识、函数逼近、增益调节、指令滤波等常规技术,提出基于导向函数的预设性能控制方法,移除了控制器... 研究含有状态时延的严反馈非线性系统的跟踪控制问题,充分考虑时延的时变性和任意性以及系统的未知动力学特性.为解决该问题,取代参数辨识、函数逼近、增益调节、指令滤波等常规技术,提出基于导向函数的预设性能控制方法,移除了控制器设计对于系统非线性、控制方向和虚拟控制信号导数等信息的依赖.并且,摆脱基于李雅普诺夫−克拉索夫斯基泛函或拉祖米欣函数的稳定性分析框架,采用基于反证法的受限分析理论,移除性能分析对于已知的时延上界、部分已知的时延非线性函数和时延导数小于1等常见约束.因此,形成无模型、低复杂度、高性能控制方法,将跟踪误差限制于设计者预先选取的性能包络线内,确保系统输出以预先设定的速度和精度跟踪上时变的设定值.最后,以具有延迟回收流的两级化学反应器为对象开展对比仿真,实验结果验证了所提方法的有效性和优越性. 展开更多

关键词 无模型控制 预设性能 参考跟踪 时延系统 非线性系统

下载PDF 职称材料

基于区间二型模糊摩擦补偿的鲁棒自适应控制 被引量：6

10

作者 罗刚 王永富 +1 位作者 柴天佑 张化锴 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1298-1306,共9页

针对不确定机械系统中普遍存在的摩擦力,由于其非线性和不确定性,传统基于摩擦模型的补偿控制方法难以达到满意的系统性能要求.本文提出基于自适应区间二型(Type-2)模糊逻辑系统对系统摩擦进行补偿建模,并在该摩擦补偿方法的基础上设计... 针对不确定机械系统中普遍存在的摩擦力,由于其非线性和不确定性,传统基于摩擦模型的补偿控制方法难以达到满意的系统性能要求.本文提出基于自适应区间二型(Type-2)模糊逻辑系统对系统摩擦进行补偿建模,并在该摩擦补偿方法的基础上设计出鲁棒自适应控制器,保证系统输出精度,且对摩擦环境的变化具有较强自适应性.区间二型模糊逻辑系统相对于传统一型模糊逻辑系统具有较强的处理不确定性问题的能力,在本文中使用自适应区间二型模糊逻辑系统不断逼近摩擦力,根据李雅普诺夫稳定性理论求出自适应律并证明系统跟踪误差的有界性.在不同摩擦环境下的仿真结果验证了本文所提摩擦建模方法与控制策略的有效性与实用性. 展开更多

关键词 非线性摩擦 区间二型模糊 李雅普诺夫稳定性 自适应性

下载PDF 职称材料

基于权重因子自校正的主蒸汽温度外挂广义预测串级控制 被引量：4

11

作者 王懋譞 王永富 +1 位作者 柴天佑 张晓宇 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期418-433,共16页

针对电厂目前普遍采用PI-PI串级控制器调节锅炉主蒸汽温度系统,不能有效克服惯性、时滞和参数时变等问题的影响,本文提出了一种理想GPC(Generalized predictive control)-PI串级控制器.首先,该理想串级控制器不仅能抑制一次和二次扰动,... 针对电厂目前普遍采用PI-PI串级控制器调节锅炉主蒸汽温度系统,不能有效克服惯性、时滞和参数时变等问题的影响,本文提出了一种理想GPC(Generalized predictive control)-PI串级控制器.首先,该理想串级控制器不仅能抑制一次和二次扰动,而且外环GPC通过对主蒸汽温度的多步预测,并结合滚动优化技术能有效克服主蒸汽温度系统的惯性和时滞问题.另外,针对主蒸汽温度系统参数时变的特性,该理想控制器采用了T-S(Takagi-Sugeno)型模糊神经网络(Fuzzy neural network,FNN)作为主蒸汽温度模型,该模型能够通过反馈校正技术实时更新模型参数.同时,为了改善主蒸汽温度系统动态响应品质和稳定性,对外环GPC中的权重因子进行了模糊自校正设计,通过理论分析和对比仿真验证了该理想GPC-PI串级控制器优于权重因子固定的GPC-PI和PI-PI串级控制器.最后,考虑到直接将电厂集散控制系统(Distributed control system,DCS)中的PI-PI串级控制器升级为理想GPC-PI串级控制器存在安全以及风险责任等问题,故将电厂的传统PI-PI串级控制器升级成外挂的GPC-PI-PI串级控制器,既改善了锅炉主蒸汽温度的控制效果又规避了风险责任,实际应用验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 主蒸汽温度 广义预测控制 模糊神经网络 权重因子 自校正 串级控制

下载PDF 职称材料

基于多模态特征子集选择性集成建模的磨机负荷参数预测方法 被引量：4

12

作者 刘卓 汤健 +1 位作者 柴天佑 余文 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1921-1931,共11页

如何融合球磨机系统研磨过程所产生的多模态机械信号构建磨机负荷参数预测(Mill load parameter forecasting,MLPF)模型是当前研究的热点.针对上述问题,本文提出一种基于多模态特征子集选择性集成(Selective ensemble,SEN)建模的MLPF方... 如何融合球磨机系统研磨过程所产生的多模态机械信号构建磨机负荷参数预测(Mill load parameter forecasting,MLPF)模型是当前研究的热点.针对上述问题,本文提出一种基于多模态特征子集选择性集成(Selective ensemble,SEN)建模的MLPF方法.首先,对多模态机械信号进行时频域变换得到高维频谱数据;接着,采用相关系数法和互信息法对多模态频谱进行线性和非线性特征子集的自适应选择;最后,采用优化和加权算法对上述特征子集的候选子模型进行自适应地选择与合并,得到基于SEN机制的MLPF模型.采用磨矿过程实验球磨机的机械信号仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 多模态机械信号 特征子集 选择性集成 磨机负荷参数

下载PDF 职称材料

未建模动态增量补偿驱动的非线性PID控制及应用 被引量：4

13

作者 张亚军 魏萃 +2 位作者 柴天佑 卢绍文 崔东亮 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1145-1153,共9页

针对一类具有强非线性、机理不清且动态特性随不同运行条件而变化的复杂过程,将基于数据的建模技术与基于模型的控制策略相结合,提出了未建模动态及其未知增量补偿驱动的非线性PID控制方法.所提的算法将一步超前最优控制策略应用于PID... 针对一类具有强非线性、机理不清且动态特性随不同运行条件而变化的复杂过程,将基于数据的建模技术与基于模型的控制策略相结合,提出了未建模动态及其未知增量补偿驱动的非线性PID控制方法.所提的算法将一步超前最优控制策略应用于PID控制器的参数设计,并结合非线性补偿技术进行综合设计,从理论上给出了PID控制器参数以及非线性补偿器设计的一般原则和方法,为解决传统PID控制器参数难于整定的问题提供了方法和途径.在此基础上,分析了闭环系统的稳定性和收敛性.最后,将所提的控制算法进行数值仿真实验以及Pendubot系统平衡控制的对比实验,实验结果表明,在Pendubot的精确摩擦力模型未知的情况下,所提算法能有效地消除系统未知时变不确定性的影响,并尽可能地减少Pendubot摆角的波动,将摆角控制在规定的目标值范围内. 展开更多

关键词 数据驱动 未建模动态增量 PID 控制器 稳定性 PENDUBOT

下载PDF 职称材料

数据与模型驱动的电熔镁群炉需量预报方法 被引量：4

14

作者 杨杰 柴天佑 +1 位作者 张亚军 吴志伟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1460-1474,共15页

电熔镁群炉需量指当前时刻k和(k-1),…(k-n+1)时刻群炉功率的平均值,用于度量高耗能电熔镁群炉用电量.(k+1)时刻群炉需量取决于功率变化率.本文建立了功率变化率与电流控制系统输出电流之间由线性项与未知非线性项组成的动态模型,其中... 电熔镁群炉需量指当前时刻k和(k-1),…(k-n+1)时刻群炉功率的平均值,用于度量高耗能电熔镁群炉用电量.(k+1)时刻群炉需量取决于功率变化率.本文建立了功率变化率与电流控制系统输出电流之间由线性项与未知非线性项组成的动态模型,其中线性项通过电流被控对象的参数和控制器的参数计算,未知非线性项采用基于偏自相关函数(Partial autocorrelation function,PACF)输入变量决策的径向基函数神经网络(Radial basis function neural network,RBFNN)来估计.本文提出了由当前k时刻的需量和功率,(k-n+1)时刻功率及k时刻功率变化率的估计组成的(k+1)时刻需量的计算模型.通过某电熔镁砂厂实际数据的仿真实验和工业实验表明所提方法可准确预报需量变化趋势,可以防止因原料变化引起需量尖峰导致错误切断电熔镁炉供电造成电熔镁砂质量降低. 展开更多

关键词 需量预报 电熔镁群炉 数据与模型驱动 径向基函数神经网络

下载PDF 职称材料

补偿信号法驱动的Pendubot自适应平衡控制 被引量：3

15

作者 魏萃 柴天佑 +1 位作者 贾瑶 王良勇 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1146-1156,共11页

Pendubot是以电机转矩为输入,主动臂角度和欠驱动臂角度为输出的强非线性、多变量、欠驱动机械系统,受到具有时变不确定性的摩擦影响,且模型参数随摆臂质量与长度的改变而变化.本文将上述被控对象采用确定线性模型与未知高阶非线性项来... Pendubot是以电机转矩为输入,主动臂角度和欠驱动臂角度为输出的强非线性、多变量、欠驱动机械系统,受到具有时变不确定性的摩擦影响,且模型参数随摆臂质量与长度的改变而变化.本文将上述被控对象采用确定线性模型与未知高阶非线性项来描述,设计消除前一时刻高阶非线性项及其变化率对系统输出影响的补偿器,叠加于基于确定线性模型设计的PD控制器,提出了补偿信号法驱动的自适应平衡控制方法,并对所提方法进行了稳定性和收敛性分析.仿真和物理对比实验表明,当Pendubot系统模型参数改变时,所提控制算法可以有效地消除摩擦的影响,将两摆臂输出角度稳定在目标位置. 展开更多

关键词 补偿信号驱动 高阶非线性项补偿 一步最优PD控制 PENDUBOT 摩擦补偿

下载PDF 职称材料

复杂工业过程智能优化决策系统的现状与展望 被引量：58

16

作者 丁进良 杨翠娥 +1 位作者 陈远东 柴天佑 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期1931-1943,共13页

流程工业是制造业的重要组成部分,是我国国民经济和社会发展的重要支柱产业.新一代信息技术和人工智能技术为流程工业的发展带来新的挑战和机遇.只有与流程工业的特点与目标密切结合,充分利用大数据,将人工智能、移动互联网、云计算、... 流程工业是制造业的重要组成部分,是我国国民经济和社会发展的重要支柱产业.新一代信息技术和人工智能技术为流程工业的发展带来新的挑战和机遇.只有与流程工业的特点与目标密切结合,充分利用大数据,将人工智能、移动互联网、云计算、建模、控制与优化等信息技术与工业生产过程的物理资源紧密融合与协同,实现流程工业智能优化制造,才可能实现流程工业的跨越式发展.本文聚焦流程工业的复杂生产过程,从其智能优化决策系统的角度,描述了复杂工业过程优化决策系统的问题、回顾总结了复杂工业过程全流程优化决策系统的现状,分析了智能优化决策系统的必要性,提出了智能优化决策系统的发展目标及愿景,并对智能优化决策系统的下一步重点研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 复杂工业过程 全流程优化决策 协同优化 智能优化决策 智能制造

下载PDF 职称材料

工业人工智能发展方向 被引量：50

17

作者 柴天佑 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2005-2012,共8页

本文结合工业自动化和信息技术在工业革命中的作用以及制造与生产全流程决策、控制以及运行管理的现状和智能化发展方向的分析,提出了发展工业人工智能的必要性.通过对人工智能技术的涵义、发展简史和发展方向的分析以及自动化与人工智... 本文结合工业自动化和信息技术在工业革命中的作用以及制造与生产全流程决策、控制以及运行管理的现状和智能化发展方向的分析,提出了发展工业人工智能的必要性.通过对人工智能技术的涵义、发展简史和发展方向的分析以及自动化与人工智能研究与应用的核心目标、实现方式、研究对象与研究方法等方面的对比分析,提出了工业人工智能技术的涵义.通过对工业人工智能和工业自动化的研究对象与研究目标对比分析,提出了工业人工智能的研究方向和研究思路与方法. 展开更多

关键词 工业自动化 制造与生产流程智能化 知识工作自动化与智能化 工业人工智能

下载PDF 职称材料

自动化科学与技术发展方向 被引量：42

18

作者 柴天佑 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期1923-1930,共8页

本文结合中国自动化科学与技术的发展状况和中国绝大多数大学设有自动化专业的现状,借鉴自动化科学与技术发展历程中的成功经验,结合国家社会经济发展和国家安全对自动化系统的未来需求,以生产制造系统、重要运载工具和人参与的信息物... 本文结合中国自动化科学与技术的发展状况和中国绝大多数大学设有自动化专业的现状,借鉴自动化科学与技术发展历程中的成功经验,结合国家社会经济发展和国家安全对自动化系统的未来需求,以生产制造系统、重要运载工具和人参与的信息物理系统为主要对象,以自动化系统的发展方向—智能自主控制系统、智能优化决策系统和智能优化决策与控制一体化系统的愿景功能为目标,以研究实现愿景功能的建模、控制与优化新算法和新的自动化系统的设计方法和实现技术以及结合重大应用领域开展的应用研究为主线,提出了自动化科学与技术的发展方向,并结合新兴应用领域对自动化科学与技术的需求与挑战,提出了未来自动化科学与技术的发展方向. 展开更多

关键词 智能自主控制系统 智能优化决策系统 智能优化决策与控制一体化系统 人参与的信息物理系统 人工智能驱动的自动化

下载PDF 职称材料

集成自编码与PCA的高炉多元铁水质量随机权神经网络建模 被引量：19

19

作者 周平 张丽 +2 位作者 李温鹏 戴鹏 柴天佑 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1799-1811,共13页

针对随机权神经网络(Random vector functional-link networks, RVFLNs)建模存在的过拟合和泛化能力差的问题,集成自编码(Autoencoder)和主成分分析(Principal component analysis, PCA)技术,提出一种新型的改进RVFLNs算法,即AE-P-RVFLN... 针对随机权神经网络(Random vector functional-link networks, RVFLNs)建模存在的过拟合和泛化能力差的问题,集成自编码(Autoencoder)和主成分分析(Principal component analysis, PCA)技术,提出一种新型的改进RVFLNs算法,即AE-P-RVFLNs算法,用于建立高炉多元铁水质量在线估计的NARX (Nonlinear autoregressive exogenous)模型.首先,为了尽可能挖掘实际复杂工业数据中的有用信息和充分揭示输入数据之间的内在关系,采用Autoencoder前馈随机网络技术训练建模输入数据,并将训练得到的输出权值作为后续RVFLNs的输入权值;然后,引入PCA技术对RVFLNs的高维隐层输出矩阵进行降维,避免隐层输出矩阵多重共线性问题,从而解决由于隐层节点过多导致模型过拟合的问题;最后,基于所提AE-P-RVFLNs算法建立某大型高炉多元铁水质量在线估计的NARX模型.工业实验和比较分析表明:采用本文算法建立的多元铁水质量在线估计模型可有效提高运算效率和估计精度,尤其是避免常规RVFLNs建模存在的过拟合问题. 展开更多

关键词 随机权神经网络 AE-P-RVFLNs 自编码 主成分分析 NARX建模 高炉炼铁 过拟合

下载PDF 职称材料

基于即时学习的高炉炼铁过程数据驱动自适应预测控制 被引量：18

20

作者 易诚明 周平 柴天佑 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期295-306,共12页

针对高炉炼铁过程,本文提出一种基于即时学习的高炉铁水质量自适应预测控制方法(JITL–APC).该方法的特点是控制器通过k向量近邻(k–VNN)方法搜索数据库中的输入输出(I/O)数据信息,对非线性系统进行局部建模,并在此基础上计算控制律.而... 针对高炉炼铁过程,本文提出一种基于即时学习的高炉铁水质量自适应预测控制方法(JITL–APC).该方法的特点是控制器通过k向量近邻(k–VNN)方法搜索数据库中的输入输出(I/O)数据信息,对非线性系统进行局部建模,并在此基础上计算控制律.而且,该方法中引入了工业异常数据处理机制,利用JITL学习子集中的平均数据项,对异常数据项进行填补或替换,从而消除异常数据对控制系统的影响.此外,本文提出一种JITL模型保留策略(MRS),避免由于数据库中相似数据样本不足导致的局部模型严重失配,并通过实时收集I/O数据更新数据库,使控制器自适应不同的工况条件,MRS还可以有效抑制噪声干扰的影响,从而提高控制系统的稳定性.最后,基于某大型钢铁厂2#高炉的数值仿真实验,充分验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 高炉 数据驱动 即时学习 线性化 模型预测控制 工业数据异常

下载PDF 职称材料