一种基于缓冲块时序设计的热工软测量模型更新系统

摘要

本发明提供一种基于缓冲块时序设计的热工软测量模型更新系统，属于热工技术和人工智能交叉技术领域。该系统选择辅助变量作为模型的输入，要预测的关键变量作为模型的输出，选取历史运行数据建立初始软测量模型；利用缓冲块来设计更新时序，将最新采样的数据样本暂存入缓冲块中，当缓冲块存储满后，再判断模型性能，决定是否进行更新模型；在模型更新时并非针对当前时刻的样本进行，而是对缓冲块中的样本进行逐个更新。本发明提出的缓冲块时序设计更新系统，减少了测量噪声以及离群样本对模型性能的影响，从而避免因采集样本中的噪声和干扰而触发模型更新，同时使更新模块在实际工程中应用成为可能，而且也降低了更新频率，减少了计算时间。

主权项

一种热工软测量模型更新系统，所述系统是基于缓冲块设计，其特征在于，所述系统包括模型预测子系统、缓冲块处理子系统和模型更新子系统，所述缓冲块处理子系统与模型更新子系统连接，所述模型更新子系统与模型预测子系统连接；所述模型预测子系统包括初始模型构建单元、模型预测单元；所述缓冲块处理子系统包括缓冲块样本存入单元、缓冲块存储判断单元和缓冲块样本处理判断单元；模型更新子系统包括预测值计算单元、预测误差计算单元、预测误差判断单元和模型更新单元；所述初始模型构建单元，用于收集初始训练样本来构建初始模型h(x)，将此模型作为当前模型来预测关键变量；所述模型预测单元，用于将建立的初始模型对关键变量进行预测，将新采样的辅助变量作为模型输入，得到关键变量的预测输出值；所述缓冲块样本存入单元，用于当实际关键变量的传感器测量值y_n+1采集到后，将新得到的数据样本(x_n+1,y_n+1)存入缓冲块B中，设给定缓冲块宽度为L；所述缓冲块存储判断单元，用于判断当前缓冲块是否存储满，存储满后的缓冲块数据集应为若未存储满，则进入缓冲块样本存入单元，否则进入预测值计算单元；所述预测值计算单元，用于对缓冲块的数据样本(x_q,y_q)，利用当前模型h(x)计算对应的预测值所述预测误差计算单元，用于计算样本(x_q,y_q)的预测误差Er；所述预测误差判断单元，用于判断预测误差：若Er>Δ，Δ为误差阈值，则进入模型更新单元，否则进入缓冲块样本处理判断单元；所述模型更新单元，用于选择合适的更新策略，更新当前模型h(x)；所述缓冲块样本处理判断单元，用于判断当前样本是否为当前缓冲块最后一个样本，若不是则进入预测值计算单元，处理缓冲块中下一个数据样本，继续进行模型更新和关键变量的预测；否则需要判断测试样本是否结束，若结束则系统运行结束，否则进入缓冲块样本存入单元，对下一缓冲块进行操作处理。