智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法。该方法采用最小二乘支持向量机作为模糊系统的局部方程，通过对最小二乘支持向量机的输出进行反模糊化输出，实现炉温的准确控制。在本发明中，训练样本经标准化处理模块处理，作为模糊系统模块的输入；模糊系统模块中得到的炉温预报值和使炉温最佳的操作变量值与结果显示模块相连，用于结果将传给DCS系统；模型更新模块，用于按设定的采样时间间隔，采集现场智能仪表信号。本发明实现了炉温的实时计算、准确控制以及避免出现炉温的超调。
【专利说明】智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农药生产废液焚烧领域，特别地，涉及智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着农药工业的迅速发展，排放物的环境污染问题已经引起各国政府及相应环保部门的高度重视。研究及解决农药有机废液的达标排放控制以及无害最小化处理，不仅成为各国科研的难点和热点，同时也是关系到社会可持续发展的国家迫切需求的科学命题。
[0003]焚烧法是目前处理农药残液和废渣最有效、彻底、应用最普遍的方法。焚烧过程中焚烧炉炉温必须保持在一个合适的温度，过低的炉温不利于废弃物中有毒有害成分的分解；过高的炉温不仅增加燃料消耗，增加设备运行成本，并且容易损坏炉膛内壁、缩短设备寿命。此外，过高温度可能增加废弃物中金属的挥发量和氧化氮的生成。特别对于含氯的废水，合适的炉温更能降低内壁的腐蚀。但是实际焚烧过程中影响炉温的因素复杂多变，容易出现炉温过低或过高的现象。
[0004]1965年美国数学家L.Zadeh首先提出了模糊集合的概念。随后模糊逻辑以其更接近于日常人们的问题和语意陈述的方式，开始代替坚持所有事物都可以用二元项表示的经典逻辑。模糊逻辑迄今已经成功应用在了工业的多个领域之中，例如家电、工业控制等领域。2003年，Demirci提出了模糊系统的概念，通过使用模糊隶属度矩阵和和其变形构建一个新的输入矩阵，接着在局部方程中以反模糊方法中的重心法得出解析值作为最后的输出。对于农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法，考虑到工业生产过程中的噪音影响以及操作误差，可以使用模糊逻辑的模糊性能降低误差对精度的影响。
[0005]支持向量机，由Vapnik在1998年引入，由于其良好的推广能力，被广泛应用在模式识别、拟合和分类问题中。由于标准支持向量机对孤立点和噪点敏感，所以后来又提出了加权支持向量机。加权支持向量机相比于标准支持向量机能够更好地处理带有噪点的样本数据，这里被选作模糊系统中的局部方程。
[0006]粒子群算法，即Particle Swarm Optimization,是由 Kennedy 和 Eberhart 教授提出来的一种通过模仿鸟类飞行行为来寻求全局最优的一种生物智能寻优算法，简称PS0。该算法通过群体中粒子间的相互影响，减少了搜索算法陷入局部最优解的风险，具有很好的全局搜索性能。粒子群算法被用来搜索加权支持向量机的最优参数组合，以达到优化模型的目的。
【发明内容】
[0007]为了克服已有的焚烧炉炉温难以控制、容易出现炉温过低或过高的不足，本发明提供一种实现炉温准确控制、避免出现炉温过低或过高的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:[0009]智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统，包括焚烧炉、智能仪表、DCS系统、数据接口以及上位机，所述的DCS系统包括控制站和数据库；所述现场智能仪表与DCS系统连接，所述DCS系统与上位机连接，所述的上位机包括:
[0010]标准化处理模块，用于将从DCS数据库输入的模型训练样本进行预处理，对训练样本中心化，即减去样本的平均值，然后对其进行标准化:
[0011]计算均值:
【权利要求】
1.一种智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化系统及方法，包括焚烧炉、智能仪表、DCS系统、数据接口以及上位机，所述的DCS系统包括控制站和数据库；所述现场智能仪表与DCS系统连接，所述DCS系统与上位机连接，其特征在于:所述的上位机包括: 标准化处理模块，用于将从DCS数据库输入的模型训练样本进行预处理，对训练样本中心化，即减去样本的平均值，然后对其进行标准化:
2.一种智能最小二乘的农药废液焚烧炉炉温最佳化方法，其特征在于:所述的炉温最佳化方法具体实现步骤如下: 1)、确定所用的关键变量，从DCS数据库中采集生产正常时所述变量的数据作为训练样本TX的输入矩阵，采集对应的炉温和使炉温最佳化的操作变量数据作为输出矩阵O ; 2)、将从DCS数据库输入的模型训练样本进行预处理，对训练样本中心化，即减去样本的平均值，然后对其进行标准化，使得其均值为0，方差为I。该处理采用以下算式过程来完成: 2.1)计算均值:
【文档编号】G05B13/04GK103472865SQ201310433150
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】刘兴高, 李见会, 张明明, 孙优贤 申请人:浙江大学