申请/专利权人：北京化工大学

申请日：2020-11-25

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN112580692B

主分类号：G06F18/214

分类号：G06F18/214;G06N3/02;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.04.16#实质审查的生效;2021.03.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于插值算法的虚拟样本生成方法，在样本不平衡和不完全的情况下扩充样本量，提高精对苯二甲酸生产装置软测量建模的精度。本发明利用多维尺度分析算法获得高维原始样本在低维空间的投影，根据插值算法在样本稀疏区域生成虚拟样本，最后通过构建极限学习机神经网络获得原始样本空间虚拟样本的值，从而形成虚拟样本生成方法。本发明通过扩充样本集训练神经网络，可以提高软测量模型的精度和稳定性。本发明提供的基于插值算法的虚拟样本生成方法易于使用而且效果明显，具有优越的泛化性能和较好的稳定性，可以广泛应用于解决化工生产过程中的小样本建模。

主权项：1.一种基于插值算法的虚拟样本生成方法，其特征在于，包括获得数据并进行数据预处理，MDS算法对原始数据进行降维处理，特征空间插值生成虚拟样本，对PTA过程醋酸消耗进行建模；所述获得数据并进行数据预处理的步骤包括：对现场采集的PTA数据中存在的缺失数据、异常数据和噪声数据进行处理，获得I个训练样本{Xi,Yi|i＝1,2,…,I}，其中Xi＝[xi1,xi2,…,xin]代表第i个输入样本，Yi代表输出向量，xin代表第i个输入样本Xi的第n个变量，n个变量分别对应进料醋酸含量、进料流量、水回流量、NBA主回流量、NBA侧线回流量、蒸汽流量、塔顶采出量、进料温度、回流温度、塔顶温度、塔板温度、塔板温度、塔板温度、塔内压力、塔板之间可控温度点、回流罐液位、溶剂脱水塔的操作压力，所述输出向量为溶剂脱水塔塔顶电导率；所述MDS算法对原始数据进行降维处理的步骤包括：设定I个样本之间的距离在原始空间的距离矩阵为D，获得降维到二维空间的样本矩阵Z的表达式如下： 其中，第i个样本和第j个样本在距离矩阵D中距离为dist[i,j]，在样本矩阵Z中距离为||Zi-Zj||，dist[i,j]＝||Zi-Zj||；令B＝ZTZ，得到获得表达式如下： 令所述样本矩阵Z被中心化，获得表达式如下： 获得表达式6如下： 获得表达式7如下： 将表达式6和表达式7代入表达式4得到表达式如下： 对所述距离矩阵D进行特征值分解，获得所述样本矩阵Z的表达式如下： 根据二维度的样本矩阵Z和距离矩阵D画出输入样本X在二维空间的邻域图。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京化工大学 一种基于插值算法的虚拟样本生成方法

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