恭喜中南大学雷琪获国家专利权
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龙图腾网恭喜中南大学申请的专利一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114819063B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210351158.8,技术领域涉及:G06N3/0455;该发明授权一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法是由雷琪;王慧茹设计研发完成,并于2022-04-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法,所述方法包括:将采集到的时序匹配的蓄顶温度和火道温度组成标记样本集,其余时刻采集到的蓄顶温度作为无标记样本集;确定网络的拓扑结构;然后将所述有标记样本集和无标记样本集进行多层ELM‑AE无监督特征提取;将提取到的多层ELM‑AE无监督特征作为半监督ELM回归层的输入,得到输出权重,建立完整的半监督软测量模型;采集测试输入样本数据并进行归一化处理,然后将其输入到半监督软测量模型中,得到测试样本的输出。本发明能够以低成本实现焦炉火道温度软测量,对稳顺炼焦生产、提高产品质量和降低能耗等起到关键作用。
本发明授权一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于流形正则化的半监督焦炉火道温度软测量方法,其特征在于,包括:步骤S1、正常操作环境下,采集焦炉加热燃烧过程中的蓄热室顶部的蓄顶温度作为过程变量,火道温度作为目标变量,并将这些数据进行归一化处理;步骤S2、将采集到的时序匹配的蓄顶温度和火道温度组成有标记样本集,其余时刻采集到的蓄顶温度作为无标记样本集;步骤S3、确定网络的拓扑结构,包括网络的隐层数、节点数以及激活函数;步骤S4、将所述有标记样本集和无标记样本集进行多层ELM-AE无监督特征提取;步骤S5、将步骤S4提取到的多层ELM-AE无监督特征作为半监督ELM回归层的输入,得到输出权重,建立完整的半监督软测量模型;步骤S6、采集测试输入样本数据并进行归一化处理,然后将其输入到半监督软测量模型中,得到测试样本的输出;步骤S5具体为:步骤51:基于所有的标记样本和无标记样本建立一个相似度矩阵S=[sij]∈Rl+u*l+u,sij表示样本xi和样本xj之间的相似度,通过高斯核函数计算: 其中Nk表示样本x的k个邻居的集合,σ表示核参数;步骤52:计算包含有标记样本于和无标记样本的图的拉普拉斯矩阵L=D-S,其中为样本的相似对角矩阵,对角元素的值为每列中所有数值之和;步骤53:将关于标记样本和无标记样本之间相似度的流形正则化项加入到ELM的目标函数中作为约束,结合标记样本和无标记样本来找出分布特征,并利用焦炉蓄顶温度数据之间的局部结构信息来弥补缺失的火道温度信息,最终得到半监督ELM的目标函数: 其中||β||2是正则化项,||Y-Gβ||2是经验风险误差,βTHTLHβ是流形正则化项,平衡参数λ是控制数据分布的几何形状设置的,并且可以防止过拟合,Y表示火道温度的实际输出,G∈Rl×n和H∈Rl×n×n分别对应有标记样本和所有样本的隐层神经元;步骤54:根据样本数量的不同,输出权重有两种不同的解,当有标记样本数大于隐层节点数时,输出权重的解为:β*=Ik+CGTG+λHTLH-1CGTY当有标记样本数小于隐层节点数时,输出权重的解为: 其中Ik和Il+u分别是一个k维和l+u维的单位矩阵,和表示增广矩阵,前l行为G和Y,后u行为0。
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