[發明專利]基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法、系統和介質

在審

• 申請號: 202011436698.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112700085A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 閆軍威;李昆;周璇;盧澤東
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，包括下屬步驟：

數據預處理，針對復雜系統大量歷史運行數據，采用數據預處理方法剔除異常數據；

工況劃分，依據外部環境工況參數對工況變化的影響程度進行分階段工況劃分，所述工況劃分包括典型工況劃分和非典型工況劃分；

參數穩態閾值的確定，采用四分位法識別數據波動，確定參數穩態閾值；

準穩態工況檢測，根據運行參數的穩態閾值，利用滑動窗口法對歷史運行數據進行準穩態工況檢測；

改進的關聯規則挖掘，變工況條件下，挖掘出保證系統穩定運行的典型關聯規則；

參數優化，根據目標工況選擇相應關聯規則，從而優化運行參數。

2.根據權利要求1所述基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，所述數據預處理包括數據清洗、數據集成、數據轉換剔除異常數據，對剔除異常數據后的數據進行離散化處理，為后續關聯規則挖掘做準備。

3.根據權利要求1所述基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，所述典型工況劃分具體為：

依據影響系統運行的外部環境參數，采用基于變異系數的多步工況法劃分典型工況，所述變異系數用于各參數的波動對工況變化影響程度的量化計算，定義為參數的標準差與平均值之比，計算公式如下：

式中，σ_i為標準差，μ_i為平均值；

計算各工況參數的變異系數，然后各工況參數根據變異系數的大小依次進行單變量劃分，每次劃分的分類簇作為下一階段劃分的父樣本集，最終結果按從小到大排序作為工況劃分結果；根據參數對工況變化的影響程度進行分階段工況劃分和編號，保證相鄰編號的工況是典型的相鄰工況。

4.根據權利要求1所述基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，所述非典型工況劃分具體為：

根據最近鄰法選擇最相似的典型工況點代替該工況，最近鄰法是將與測試樣本最近鄰的訓練樣本類別作為決策的方法：假設外部工況集為S_N：

S_N＝{(X₁,θ₁),(X₂,θ₂),...,(X_N,θ_M)}

式中，X_N為工況樣本向量，θ_M為工況類別；對于未知工況Y，S_N中與之距離最近的工況X_N對應的類別θ被作為工況Y的類別；

由于工況各參數的量綱不同，距離計算方式采用馬氏距離，馬氏距離考慮變量之間的相關性且不受量綱影響，距離計算公式如下：

式中，∑為工況集S_N的協方差矩陣。

5.根據權利要求1所述基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，所述參數穩態閾值的確定具體為：

參數穩態閾值的確定是采用四分位法求解閾值Δx_max和Δx_min，定義系統準穩態運行的控制參數閾值Δx_max為第三四分位數與上限值QU+1.5IQR的均值，計算方式為：

Q_U為第三四分位數；I_QR為四分位距。

6.根據權利要求1所述基于關聯規則的復雜系統穩態運行參數優化方法，其特征在于，所述準穩態工況檢測具體為：

準穩態工況檢測是基于滑動窗口法的特征變量一階差分準穩態判別法，用于過濾非穩態數據，其基本思想是通過窗口步長d取樣，根據特征變量在步長d內一階差分絕對值的均值判斷是否為準穩態過程，若采樣周期內不滿足準穩態過程，則順時遞推，重新判穩，計算方法如下：

式中，Δx_i為相鄰工況參數的差值；Δx_max為準穩態閾值；d為窗口步長。