[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)MCMC采樣的新型UPFNN鋁電解能耗計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011184193.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112257346B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚立忠;丁偉;聶玲;程鐘文;李太福;易軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F30/25;G06N3/04;G06N3/048;G06N3/08;G06F111/08
• 代理公司: 重慶蘊(yùn)博君晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

本發(fā)明提供一種基于自適應(yīng)MCMC采樣的新型UPFNN鋁電解能耗計(jì)算方法，包括以下步驟：S1，初始化估計(jì)值，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值閾值所建立的先驗(yàn)分布中抽取N個(gè)粒了i＝1，2，…，N；S2，根據(jù)新型UT采樣公式，通過得到的采樣點(diǎn)及其相應(yīng)權(quán)重進(jìn)行時(shí)間更新；S3，根據(jù)統(tǒng)計(jì)量的權(quán)值和方差進(jìn)行權(quán)值更新；S4，重要性重采樣抽取粒子，計(jì)算權(quán)值并歸一化；S5，通過自適應(yīng)MCMC方法來產(chǎn)生新的粒子；S6，融合結(jié)果輸出。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明提供的算法所建模型精度高和自適應(yīng)能力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解鋁領(lǐng)域，具體涉及一種基于自適應(yīng)MCMC采樣的新型UPFNN鋁電解能耗計(jì)算方法。

背景技術(shù)

電解鋁產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于航天、交通、建筑、機(jī)械制造等重要領(lǐng)域，在世界工業(yè)發(fā)展過程中占有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在消耗方面，2019年我國電解鋁消費(fèi)量為3672萬噸，同比增長2.4％。然而，我國鋁電解工業(yè)已進(jìn)入到技術(shù)瓶頸期，其主要原因是鋁電解能耗過高。由于鋁電解工藝制造系統(tǒng)具有波動(dòng)性、動(dòng)態(tài)時(shí)變以及不確定性等特征，故難以準(zhǔn)確地建立相對(duì)動(dòng)態(tài)平穩(wěn)的鋁電解能耗模型，從而導(dǎo)致部分企業(yè)無法根據(jù)此模型來對(duì)未來狀況進(jìn)行整體規(guī)劃和技術(shù)優(yōu)化。因此，研究高精度鋁電解能耗建模技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是，提供一種建模精度高的鋁電解能耗預(yù)測方法。

本發(fā)明一種基于自適應(yīng)MCMC采樣的新型UPFNN鋁電解能耗計(jì)算方法，包括以下步驟，

S1，初始化估計(jì)值，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值閾值所建立的先驗(yàn)分布中抽取N個(gè)粒子

S2，根據(jù)新型UT采樣公式,通過得到的采樣點(diǎn)及其相應(yīng)權(quán)重進(jìn)行時(shí)間更新；

S3，根據(jù)統(tǒng)計(jì)量的權(quán)值和方差進(jìn)行權(quán)值更新；

S4，重要性重采樣抽取粒子，計(jì)算權(quán)值并歸一化；

S5，通過自適應(yīng)MCMC方法來產(chǎn)生新的粒子；

S6，融合結(jié)果輸出。

進(jìn)一步的，所述步驟S2包括，

采用以下公式進(jìn)行采樣,通過得到的采樣點(diǎn)及其相應(yīng)權(quán)重計(jì)算統(tǒng)計(jì)量y:

其中，λ為縮放比例系數(shù)，為第j個(gè)采樣點(diǎn)均值所對(duì)應(yīng)的權(quán)值；為第j個(gè)采樣點(diǎn)方差所對(duì)應(yīng)的權(quán)值，表示原采樣點(diǎn)，i(a)表示Sigma點(diǎn)集序號(hào)，i(x)表示對(duì)稱采樣后點(diǎn)集序號(hào)；表示通過對(duì)稱分布采樣所得到的采樣點(diǎn)，N表示粒子數(shù)，表示采樣點(diǎn)的協(xié)方差矩陣，k表示時(shí)刻序號(hào)，j表示采樣點(diǎn)的序號(hào)，i表示粒子的序號(hào)，h(·)表示非線性測量函數(shù)；

λ＝α²(N+κ2)-N

其中，λ為縮放比例系數(shù)，κ²的取值決定采樣點(diǎn)與均值之間的距離，α的大小決定了選取的樣本點(diǎn)圍繞均值的分布情況，它越小則可以更大程度的降低高階效應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述步驟S3包括，

采用以下公式計(jì)算統(tǒng)計(jì)量y的均值和方差

其中，ω_k為第k個(gè)采樣點(diǎn)均值所對(duì)應(yīng)的權(quán)值，y_k為第k個(gè)采樣點(diǎn)均值所對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)量。

進(jìn)一步的，所述步驟S4包括，