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一种面向控制系统解耦的序列决策PID参数整定方法

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化工学报 2018年第3期69卷 1071-1080页

作者：高月宿翀李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

传统的解耦控制方法由于其过于依赖模型辨识等问题难以被实际应用,且存在成熟系统不宜进行控制器再设计等问题,此外,回路解耦控制的专家经验难以提取与传承。因此以等效传函理论为研究基础,提出了一种面向解耦问题的基于序列决策的PID... 详细信息

传统的解耦控制方法由于其过于依赖模型辨识等问题难以被实际应用,且存在成熟系统不宜进行控制器再设计等问题,此外,回路解耦控制的专家经验难以提取与传承。因此以等效传函理论为研究基础,提出了一种面向解耦问题的基于序列决策的PID参数整定方法,提取历史数据中经验丰富的操作人员的控制序列。在解决回路之间存在耦合而使控制效果不佳的问题的同时,使工程人员的PID参数整定经验数字化得以传承,辅助初级人员进行操作。最后将所提方法应用于Matlab和Aspen两个仿真平台的耦合回路系统,获得满意结果,并验证所提方法的有效性和正确性。

关键词：过程控制参数估值神经网络

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一种人工情感神经网络及其应用

化工学报 2018年第A1期69卷 80-86页

作者：王学良李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

为了提高神经网络的学习速度和神经网络小样本的学习性能,提出了一种人工情感神经网络(artificial affective neural network,AANN),在普通神经网络中加入了非全连接的情感神经元,使用与传统神经元不同的非线性激励函数,利用"紧张"与"自... 详细信息

为了提高神经网络的学习速度和神经网络小样本的学习性能,提出了一种人工情感神经网络(artificial affective neural network,AANN),在普通神经网络中加入了非全连接的情感神经元,使用与传统神经元不同的非线性激励函数,利用"紧张"与"自信"两个情感因子模拟人类学习的情感变化,可以提高神经网络对于对象的认知能力,进而提高学习速度。为了验证模型的有效性,分别采用数值实例和锅炉过热蒸汽温度预测控制进行了实例研究,结果表明,与BP神经网络以及支持向量机(SVM)相比,AANN对于小样本对象具有更好的辨识能力。

关键词：人工情感神经网络情感因子预测控制过热蒸汽温度

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基于混酸回流制备碳点的中和过程

物理化学学报 2021年第10期37卷 191-198页

作者：冯宁李洪光郝京诚山东大学化学与化工学院胶体与界面化学教育部重点实验室济南250100 中国日用化学工业研究院太原030000

作为碳纳米材料家族的一颗新星,碳点因具有奇特的光致发光特性、良好的生物相容性和稳定性而受到广泛关注。其制备方法通常可以归纳为“自上而下”和“自下而上”两种,而混酸回流是一种自上而下制备碳点的重要方法,中和是其中不可缺少... 详细信息

作为碳纳米材料家族的一颗新星,碳点因具有奇特的光致发光特性、良好的生物相容性和稳定性而受到广泛关注。其制备方法通常可以归纳为“自上而下”和“自下而上”两种,而混酸回流是一种自上而下制备碳点的重要方法,中和是其中不可缺少的步骤。本文以富勒烯副产炭灰为原料,利用混酸回流方法制备了黄光发射的碳点,系统研究了NaOH、Na_(2)CO_(3)、K_(2)CO_(3)和NH_(3)∙H_(2)O四种不同中和试剂对碳点结构和发光特性的影响。热重分析、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱的研究结果表明:中和试剂的改变,影响碳点表面酸性官能团的解离程度,该结论被表面活性剂复配体系的相行为研究结果所印证。碳点结构的变化,影响了碳点的表面态,导致碳点光谱特性,如紫外-可见吸收和荧光光谱的改变。选用了四种中和试剂中,Na_(2)CO_(3)处理得到的碳点表现出最优的发光性能。我们的研究还表明:中和试剂的选用是调节混酸回流方式,制备碳点性能的重要途径。而且碳点反离子的改变对其发光性能也具有明显影响。总之,中和试剂的碱性和反离子种类共同影响着碳点的表面结构,带来了不同的性能。这项工作提示着研究者在未来制备碳点时有必要将中和试剂的种类作为一项实验条件。

关键词：碳纳米材料碳点混酸回流光致发光自上而下中和过程相行为

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考虑人因指标的过程报警阈值自适应优化方法

化工学报 2018年第A1期69卷 95-101页

作者：耿雪梅李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

目前大多过程参数报警阈值优化方法没有考虑操作员的人因影响,为此,结合人因工程的理论,提出了一种考虑操作员人因影响的过程报警阈值自适应优化方法。首先,采用APRIORI算法挖掘报警事件与操作事件的关联关系;基于在线报警数据,模糊推... 详细信息

目前大多过程参数报警阈值优化方法没有考虑操作员的人因影响,为此,结合人因工程的理论,提出了一种考虑操作员人因影响的过程报警阈值自适应优化方法。首先,采用APRIORI算法挖掘报警事件与操作事件的关联关系;基于在线报警数据,模糊推理获得人因综合指标;根据误报、漏报与人因指标的关系计算两者的权重,建立报警阈值优化目标函数。工业实例数据验证表明,此方法对于过程报警阈值的优化设置具有较好的人因环境适应性,能够使得过程报警系统的性能得以进一步的改善。

关键词：人因指标报警阈值自适应关联规则

基于关联规则的条件状态模糊Petri网及其在故障诊断中的应用

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化工学报 2018年第8期69卷 3517-3527页

作者：李沛洁杨博李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

模糊Petri网作为一种知识表达模型,能够用于工业过程系统故障推理和诊断。然而,模糊Petri网的建立大多需要先验知识,为此限制了其广泛应用。为了能够有效利用工业生产过程数据,提出了一种基于关联规则的条件状态模糊Petri网,并将其用于... 详细信息

模糊Petri网作为一种知识表达模型,能够用于工业过程系统故障推理和诊断。然而,模糊Petri网的建立大多需要先验知识,为此限制了其广泛应用。为了能够有效利用工业生产过程数据,提出了一种基于关联规则的条件状态模糊Petri网,并将其用于工业过程故障推理与诊断。采用数据挖掘的关联规则方法提取模糊Petri网的模糊规则及置信度,通过变量间的关联分析,将影响置信度的关键主元(条件量)提取出来,建立条件状态模糊Petri网;基于极大代数的迭代算法进行动态置信度逆向推理,可以获得工业过程的故障发生概率。该方法实现了故障诊断网络的数据驱动,从而提高故障诊断的快速性与准确性,某化学反应研究表明所提方法的有效性。

关键词：过程系统关联规则条件状态模糊Petri网动态置信度逆向推理故障诊断化学反应

基于动态多属性决策方法的工业过程控制性能评价

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化工学报 2018年第A1期69卷 87-94页

作者：罗琳杨博李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

工业控制系统由于设备老化而导致控制性能发生变化,而传统的控制性能评价方法对于这种慢时变特性具有局限性。提出了一种基于变权动态多属性决策的控制性能评价方法。首先在对系统性能进行判断时,利用系统故障率与运行时间相结合的计算... 详细信息

工业控制系统由于设备老化而导致控制性能发生变化,而传统的控制性能评价方法对于这种慢时变特性具有局限性。提出了一种基于变权动态多属性决策的控制性能评价方法。首先在对系统性能进行判断时,利用系统故障率与运行时间相结合的计算方法对系统的运行状态进行划分,获得不同运行阶段的决策信息;采用四个评价指标分别为超调量、非线性指标、输出方差、阀黏滞指标构造多属性决策判断矩阵,对老化慢时变系统进行评价,并运用色谱分析法计算决策过程中属性权重的变化,最终确定当前性能运行状态;将该方法应用于某工业DMF回收装置中,对比实验结果验证了该方法的有效性。

关键词：动态多属性决策过程系统性能评价系统老化数据集成

基于广义Rackwitz-Fiessler方法的广义一次可靠度方法

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机械工程学报 2014年第16期50卷 6-12页

作者：周生通李鸿光上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

传统Rackwitz-Fiessler方法是隐含Gaussian copula假设的,而传统一次可靠度方法要求在独立标准正态空间中计算。为此,基于椭圆copula族给出广义的Rackwitz-Fiessler(R-F)方法。广义R-F方法可实现随机矢量由物理随机空间至标准球空间的... 详细信息

传统Rackwitz-Fiessler方法是隐含Gaussian copula假设的,而传统一次可靠度方法要求在独立标准正态空间中计算。为此,基于椭圆copula族给出广义的Rackwitz-Fiessler(R-F)方法。广义R-F方法可实现随机矢量由物理随机空间至标准球空间的变换。为使一次可靠度方法适合于在标准球空间中计算,将一次可靠度指标在独立标准正态空间中的几何意义推广至标准球空间,即所谓的广义一次可靠度方法。算例表明:广义方法相对于传统方法具有更广的适用性;在条件充足的情况下,可得到更符合真实情况的失效概率。

关键词：广义Rackwitz-Fiessler方法 Gaussian copula假设椭圆copula假设广义一次可靠度方法

基于时延挖掘模糊时间认知图的化工过程多变量时序预测方法

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化工学报 2020年第3期71卷 1095-1102页

作者：蔡涛杨博李宏光北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

模糊认知图(fuzzy cognitive maps, FCM)作为一种复杂系统的建模工具,能够对系统的非线性和不确定性进行处理。由于工业过程变量间往往存在着时间延迟,传统的FCM模型难以处理这类多变量的时间序列数据,建立的预测模型往往不能反映系统... 详细信息

模糊认知图(fuzzy cognitive maps, FCM)作为一种复杂系统的建模工具,能够对系统的非线性和不确定性进行处理。由于工业过程变量间往往存在着时间延迟,传统的FCM模型难以处理这类多变量的时间序列数据,建立的预测模型往往不能反映系统内各变量真实的因果关系,从而导致预测结果的解释性差、准确度低等问题。为此,提出了一种时延挖掘模糊时间认知图(time-delay-mining fuzzy time cognitive maps, TM-FTCM),它使用互相关函数(cross-correlation function,CCF)从数据中挖掘时延信息,并通过在推理机制中添加自我影响因子和偏置及优化转换函数等参数,有效地解决了由于工业过程变量间的时延导致的预测模型不准确等问题。通过数值仿真实例及实际化工过程数据,验证了所提方法的有效性。

关键词：模糊时间认知图预测互相关函数粒子群算法时滞系统

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航空发动机叶片脱落的非线性瞬态动力学研究

机械工程学报 2019年第13期55卷 23-37页

作者：刘阳李诚李富才李鸿光上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室

航空发动机叶片脱落(Fan blade out,FBO)的研究是在整机结构可靠性及安全性设计阶段必须解决的重要问题.涡扇叶片由于疲劳断裂或外物撞击而断裂,转子系统在巨大不平衡力作用下产生较大涡动,进而使得叶片的尖端与机匣发生碰撞及摩擦等.... 详细信息

航空发动机叶片脱落(Fan blade out,FBO)的研究是在整机结构可靠性及安全性设计阶段必须解决的重要问题.涡扇叶片由于疲劳断裂或外物撞击而断裂,转子系统在巨大不平衡力作用下产生较大涡动,进而使得叶片的尖端与机匣发生碰撞及摩擦等.保留涡扇叶片进行瞬态动力学分析是创新点,具体思路是将FBO问题分成三部分进行分析,首先是研究多支撑变截面转轴的临界转速和瞬态不平衡响应,接下来是研究叶片尖端受到冲击载荷时叶片的瞬态响应及其根部载荷的变化,最后是将转轴与涡扇叶片连接在一起进行瞬态动力学分析,得到转子系统任意一点的瞬态响应及其减速曲线.通过对参数的修改可以针对不同型号的航空发动机和燃气轮机进行瞬态响应分析,最终形成通用的分析叶片与机匣碰摩的理论模型.

关键词： FBO 非线性瞬态动力学叶片尖端与机匣碰摩