本文選題：平方根容積卡爾曼濾波　切入點：遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　出處：《信息與控制》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對具有強非線性、復(fù)雜的化工過程軟測量建模,提出一種基于平方根容積卡爾曼濾波(SCKF)的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法.基于Elman遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),首先構(gòu)建狀態(tài)空間模型,然后應(yīng)用SCKF算法進行訓(xùn)練,所有網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值將作為系統(tǒng)的狀態(tài)進行更新.容積卡爾曼濾波(CKF)通過三階Spherical-Radial容積準則生成容積點,利用容積點逼近狀態(tài)的后驗分布,使得高維非線性濾波中的多變量積分數(shù)值求解成為可能.在CKF的基礎(chǔ)上,SCKF采用預(yù)測及后驗誤差協(xié)方差矩陣的平方根因子進行遞推運算,進一步改進了算法的數(shù)值穩(wěn)定性.將該方法應(yīng)用于脫丁烷塔底部丁烷組分含量以及硫回收裝置尾氣中SO2和H2S含量的軟測量動態(tài)建模實例中,在同等條件下,還與基于EKF、SCKF的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),基于EKF的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等其它方法對比.結(jié)果表明,本文的方法能夠獲得很好的建模精度,顯示出其有效性.
[Abstract]:In view of the soft sensor modeling of chemical process with strong nonlinear and complex characteristics, a recursive neural network method based on square root volume Kalman filter (SCKF) is proposed. Based on Elman recurrent neural network, the state space model is first constructed. Then the SCKF algorithm is used to train, and the weights of all networks will be updated as the state of the system. The volume Kalman filter (CKF) generates the volume points through the third-order Spherical-Radial volume criterion, and uses the volume points to approximate the posteriori distribution of the state. It is possible to solve multivariable integral numerically in high dimensional nonlinear filtering. On the basis of CKF, the square root factor of prediction and posteriori error covariance matrix is used for recursive operation. The numerical stability of the algorithm is further improved. The method is applied to the soft sensing dynamic modeling examples of the content of butane at the bottom of the debutane tower and the content of SO2 and H2S in the tail gas of the sulfur recovery unit, under the same conditions, It is also compared with other methods such as feedforward neural network based on EKF and recurrent neural network based on EKF. The results show that the proposed method can achieve good modeling accuracy and show its effectiveness.
【作者單位】： 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51467008) 光電技術(shù)與智能控制教育部重點實驗室(蘭州交通大學(xué))開放課題(KFKT2016-3)
【分類號】：TP183;TQ02

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