[發(fā)明專利]基于改進(jìn)DTW算法的間歇過程批次數(shù)據(jù)同步方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510076381.6
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104679844A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凡時財(cái);陳川;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于改進(jìn)DTW算法的間歇過程批次數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：預(yù)設(shè)參考批次的采樣點(diǎn)數(shù)r，從正常間歇過程的批次數(shù)據(jù)中選取采樣點(diǎn)數(shù)為r的若干批次數(shù)據(jù)，對選取的批次數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將得到的聚類數(shù)量記為D，從每個聚類中選擇與聚類中心距離最近的批次數(shù)據(jù)作為參考批次數(shù)據(jù)，共計(jì)D個參考批次數(shù)據(jù)；

S2：對于需要進(jìn)行同步的測試批次數(shù)據(jù)批次數(shù)據(jù)，分別以步驟S1得到的D個參考批次數(shù)據(jù)為參考軌跡，采用改進(jìn)DTW算法進(jìn)行等長同步處理，得到D個采樣點(diǎn)數(shù)為r的同步數(shù)據(jù)，等長同步處理的具體方法包括以下步驟：

S2.1：計(jì)算測試批次數(shù)據(jù)T(t×N)和參考批次數(shù)據(jù)R(r×N)中各采樣數(shù)據(jù)之間的距離矩陣d，d(i,j)表示R(i×N)和T(j×N)的歐氏距離值，R(i×N)表示參考批次數(shù)據(jù)R(r×N)第i個采樣數(shù)據(jù)，T(j×N)表示測試批次數(shù)據(jù)T(t×N)第j個采樣數(shù)據(jù)，i和j的取值范圍分別為1≤i≤r，1≤j≤t；

S2.2：初始化累積矩陣D_A中D_A(1,1)＝d(1,1)，其余元素為正無窮；

S2.3：令循環(huán)變量i＝2；

S2.4：計(jì)算本次搜索區(qū)間[y_min,y_max]，分為以下三種情況：

當(dāng)i∈[1,X_l]，y_min、y_max的計(jì)算公式為：

y_min＝ai-a+1

y_max＝bi-b+1

當(dāng)i∈[X_l+1,X_r]，y_min、y_max的計(jì)算公式為：

y_min＝ai-a+1

y_max＝ai+(b-a)x_l-b+1

當(dāng)i∈[X_r+1,r]，y_min、y_max的計(jì)算公式為：

y_min＝bi-(b-a)x_r-a+1

y_max＝ai+(b-a)x_l-b+1

其中：

Xl=t-ar+b-1b-aXr=br-t-a+1b-a]]>

X_l和X_r都取與計(jì)算結(jié)果最相近的整數(shù)，a、b為預(yù)設(shè)的路徑限制平行四邊形相鄰兩條邊的斜率，其中0＜a＜k，b＞k，k＝t/r；

S2.5：依次對搜索區(qū)間[y_min,y_max]中的每個值j，計(jì)算累積距離D_A(i,j)，計(jì)算公式為：

DA(i,j)=minDA(i-1,j)+d(i,j)DA(i-1,j-1)+d(i,j)DA(i-1,j-2)+d(i,j)]]>

S2.6：判斷是否i＜r，如果是，令i＝i+1，返回步驟S2.4，否則進(jìn)入步驟S2.7；

S2.7：回溯得到同步數(shù)據(jù)S(r×N)，具體步驟包括：

S2.7.1：令同步數(shù)據(jù)S(r×N)中的最后一個數(shù)據(jù)S(r×N)＝T(t×N)；

S2.7.2：初始化p＝r-1，q＝t；

S2.7.3：根據(jù)累積距離矩陣D_A向前搜索D_A(p,q)、D_A(p,q-1)和D_A(p,q-2)，選擇其中最小值，將其對應(yīng)的測試批次數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)序號記為q′，令S(p×N)＝T(q′×N)；

S2.7.4：如果p＞1，令p＝p-1，q＝q′，返回步驟S2.7.3，否則結(jié)束搜索，得到同步數(shù)據(jù)S(r×N)；

S3：將步驟S2得到的D個同步數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，得到該測試批次數(shù)據(jù)的同步結(jié)果。