国家教育部博士点基金(20101103110009)
- 作品数：17 被引量：95H指数：7
- 相关作者：王普高学金齐咏生常鹏陈修哲更多>>
- 相关机构：北京工业大学内蒙古工业大学辽宁工程技术大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金北京市属高等学校人才强教计划资助项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术生物学航空宇航科学技术轻工技术与工程更多>>
- 基于多向核熵成分分析的微生物发酵间歇过程监测研究被引量：7
- 2015年
- 针对微生物发酵间歇过程监测算法只考虑数据信息最大化未考虑数据簇结构信息的不足,提出了基于多向核熵成分分析(Multi-way Kernel Entropy Component Analysis,MKECA)间歇过程监测的新方法。该方法首先引入AT展开策略对三维历史数据进行预处理,然后通过核映射将数据从低维空间映射到高维特征空间,解决数据的非线性特性,并在高维特征空间依据核熵的大小对数据进行降维,使降维后的数据能够最大化地保留原始数据的分布;同时理论证明了所提方法在特定条件下等同于传统方法,也就是说MKECA既能兼顾传统方法的优势,又能弥补传统方法的不足;最后通过青霉素仿真数据进行验证,表明MKECA方法具有更可靠的监控性能,能及时、准确地监测出故障。
- 常鹏王普高学金
- 基于核熵投影技术的微生物制药生产过程监测被引量：7
- 2014年
- 针对微生物制药的间歇生产过程中缓变故障难于监测的问题,提出了多向核熵成分分析(multi-way kernel entropy component analysis,MKECA)过程监测的新方法,克服了传统多向核主成分分析(multi-way kernel principal component analysis,MKPCA)方法在监控缓变故障时漏报率高的缺陷.该方法首先将3维历史数据按照本文所提的3步法进行预处理,然后通过核映射将数据从低维空间映射到高维特征空间,解决数据的非线性特性,并在高维特征空间依据核熵的大小对数据进行降维,使降维后的数据分布与原点成一定的角度,能够逼近原始间歇过程的数据分布.通过数值实例和实际工厂数据对方法进行验证.结果表明,MKECA方法具有更可靠的监控性能,能及时、准确地监测出故障,具有广阔的应用前景.
- 常鹏王普高学金
- 基于MICA-PCA的间歇过程故障监测被引量：2
- 2014年
- 针对具有数据非高斯分布或混合分布的间歇过程,研究一种新的改进MICA-PCA监控方法.首先利用MICA方法提取非高斯分布过程信息,通过设定负熵阈值实现独立成分个数的自动选择,以此克服传统ICA方法中需提前确定独立成分个数的缺点,再使用核密度估计方法确定相应统计量的置信限,然后对服从多元高斯分布的残差过程信息,进一步进行PCA分析和处理.将该方法应用于北京某生化制药厂重组大肠杆菌制备白介素-2发酵过程监控.结果表明:该法在过程变量不服从高斯分布的情况下能有效降低传统方法的漏报和误报率,准确地对过程进行监控.
- 王普贾之阳高学金齐咏生
- 关键词：主成分分析故障监测
- 基于核主元分析-主元分析的的多多阶段间歇过程故障监测与诊断被引量：16
- 2012年
- 具有过渡特性的多阶段间歇过程故障监测是一个复杂的问题,既需要考虑稳定阶段下的故障监测,也需要考虑不同阶段间的过渡故障监测.为克服传统硬划分方法导致误警和漏报率高的缺陷,同时也为实现更加精确、有效的故障监测与诊断,提出一套完整的基于核主元分析–主元分析(KPCA–PCA)的多阶段间歇过程故障监测与诊断策略.该方法依据数据相似度实现阶段划分,定义模糊隶属度辨识相邻阶段间的过渡,最后对稳定阶段和过渡过程分别建立具有时变协方差的PCA和KPCA故障监测与诊断模型.通过对青霉素发酵过程的仿真平台及工业应用研究表明,该方法具有更可靠的监控性能,能及时、准确的检测出过程中存在的异常情况.
- 齐咏生王普高学金
- 关键词：主元分析核主元分析故障诊断
- 酶注射式葡萄糖生物传感器的研制被引量：4
- 2012年
- 葡萄糖是发酵过程中菌体生长和产物合成的主要碳源。为了稳定产物产量与质量,必须控制葡萄糖在发酵液中的浓度。为了解决现有"固定化酶式"葡萄糖生物传感器难以用于发酵过程葡萄糖在线测量的问题,提出了"酶液式"葡萄糖生物传感器,研制了适用于发酵过程的、在线使用的酶注射式葡萄糖生物传感器。实验结果表明:传感器线性范围为0～100mg/dL,且线性相关系数R2为0.9990,传感器灵敏度为2.59nA/(mg/dL),传感器检测限为0.07mg/dL;传感器重复性较好,对50mg/dL葡萄糖浓度,变异系数(CV)为2.02%。所研制传感器基本满足了发酵过程葡萄糖在线测量的要求。
- 刘广生高学金贾之阳程丽耿凌霄薛吉星
- 关键词：酶液生物传感器发酵过程葡萄糖
- 基于多阶段MPLS法的发酵过程质量预测被引量：2
- 2011年
- 由于发酵过程中,系统的非线性特性与发酵阶段密切相关,而应用常规MPLS时的静态单一模型、模型失配、不能充分有效压缩和抽取非线性信息、估计未来测量变量引入模型误差等问题,提出1种多阶段MPLS法。先采用ISODATA动态分类算法聚类分析过程数据,划分子阶段,针对各批次子阶段不等长的特点,再用DTW算法同步阶段轨迹,然后在子阶段内分别建立子MPLS模型。本法经与常规MPLS法比较,证明有效。
- 陈修哲高学金王普张亚庭齐咏生
- 关键词：发酵过程DTW
- 基于统计量模式分析的MKPLS间歇过程监控与质量预报被引量：12
- 2014年
- 传统MKPLS是对数据矩阵的协方差矩阵进行分解,没有利用数据的高阶统计量等有用信息,在进行特征提取时会造成数据有用信息的丢失,导致故障识别效果差。为了解决此问题,提出了统计量模式分析(SPA)与多向核偏最小二乘(MKPLS)相结合的多向统计量模式分析的核偏最小二乘方法(MSPAKPLS)。该方法首先引入滑动窗技术构造样本的不同阶次统计量,将数据从原始的数据空间映射到统计量样本空间,然后利用核函数将统计量样本空间映射到高维核空间进行偏最小二乘分析,并对产品质量进行预测。最后将该方法应用到工业青霉素发酵过程中,并与传统方法进行比较,发现该方法具有更好的监控性能和预测性能。
- 常鹏王普高学金齐咏生张亚潮
- 基于改进MPLS的间歇过程监测与故障诊断被引量：5
- 2013年
- 针对间歇过程三维数据预处理中不同展开方式的多向偏最小二乘(MPLS)方法在线应用时存在的缺陷,提出改进的MPLS方法。该方法结合传统沿变量展开与批次展开的优势,不仅包含了批次间的信息,在一定程度上去除了过程的非线性及动态性,而且解决了在线应用时数据填充的问题;其次,该方法采用随时间更新的协方差代替固定的主元协方差充分考虑了得分向量的动态特性:最后,引进时变贡献图的故障诊断方法,实现了对故障源的实时跟踪。将该方法应用到工业青霉素发酵过程中,并与传统的MPLS方法进行比较。结果表明:该方法具有更好的监控性能,并能够及时检测故障及跟踪故障源。
- 高学金崔久莉齐咏生王普王锡昌
- 关键词：故障诊断
- 基于核熵投影技术的多阶段间歇过程监测研究被引量：12
- 2014年
- 针对间歇生产过程中非线性和多阶段的特性,提出一种基于改进展开的子阶段多向核熵成分分析(ISMKECA)的新方法。该方法首先将三维历史数据按照所提数据展开策略进行数据预处理,解决数据填充引入模型误差的问题;其次通过核映射将数据从低维空间映射到高维特征空间,解决数据的非线性特性;然后在高维特征空间依据核熵和角结构信息对数据进行阶段划分,并在划分的阶段里分别建立ECA监控模型,解决数据的多模态问题;最后将提出的算法应用于工业青霉素发酵的在线监测,验证了该方法的有效性。
- 常鹏王普高学金齐咏生
- 一种新的多阶段间歇过程在线监控策略被引量：26
- 2011年
- 为克服多阶段间歇过程硬划分和误分类导致漏报率和误报率高的缺陷,同时也为了实现更精确、有效地过程监控,提出一种基于模糊聚类软过渡的多PCA监控策略,实现多阶段间歇过程的在线监控。首先计算每个时刻数据矩阵的相似度指标作为聚类输入,采用模糊聚类算法实现阶段划分,根据隶属度辨识相邻阶段间的过渡过程,之后建立一系列具有时变协方差的加权PCA模型,该方法能客观地揭示各阶段及过渡过程的特征多样性,较好地解决存在过渡过程的多阶段监控问题。最后通过将所提出的方法应用于工业青霉素发酵过程的监控中,验证了该方法的可行性和有效性。
- 齐咏生王普高学金陈修哲
- 关键词：在线监控主元分析相似度
