1.一种基于对抗因果学习的水泥熟料游离氧化钙软测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)数据的获取和整合:收集水泥熟料生产过程的传感器数据,对数据进行划分、收集和整合;
步骤1)的具体过程如下:
1.1):收集水泥熟料生产过程的传感器数据;
1.2):将数据根据比例划分成训练集、验证集和测试集;
1.3):由于不同特征变量之间数据差异性较大,因此需要对数据进行标准化处理,以便于模型进行处理和运算,具体公式如下所示:其中,X是经标准化处理后的数据,X'是未经标准化处理的原数据,μ是数据的均值,β是数据的标准差;
2)数据选择和排序:根据最大互信息准则MMI对数据进行选择,去除冗余无用的数据;
步骤2)的具体过程如下:
2.1):计算每个变量对目标变量Y的最大互信息系数:
0.55~0.6
其中B=N ,N为样本集的大小,X是经标准化处理后的数据;将计算好的互信息带入公式确定最大互信息;
2.2):根据最大互信息对变量进行排序,选取前k个变量,完成变量选择过程;
3)建模训练:构建基于图网络的水泥熟料f‑CaO软测量方法的算法模型AGCL,模型的输入为经过选择保留的数据;然后利用AGCL模型对所整合的数据进行学习训练;
所述步骤3)的具体过程如下:
3.1):AGCL是依托自注意力机制SAM和图卷积网络GCN构建水泥熟料f‑CaO浓度预测模型;
在SAM中,输入数据X经过不同的线性变换获得查询Q和键K,用如下公式描述:其中Wq和Wk、bq和bk分别表示可训练矩阵和可训练偏置,A为表示变量因果关系的邻接矩阵,k表示变量数;
GCN是一种在非欧空间上对数据进行卷积的算法,GCN表示为:其中X是经标准化处理后的数据,W为权重矩阵,σ(.)为激活函数,A表示输入的邻接矩阵,D表示邻接矩阵A的度矩阵;
3.2):首先使用SAM生成表示因果关系的矩阵A;随后基于GCN构建一个自编码器结构,其中解码器和编码器都为单层GCN;将数据X和矩阵A输入自编码器;自编码器的任务为降低编码数据与f‑CaO之间的互信息系数,SAM的任务则为增大两者之间的互信息系数;通过交替训练不断更新迭代直到收敛,得到矩阵A;
3.3):将数据X和矩阵A输入三层GCN,从而实现对水泥熟料f‑CaO浓度的预测;
4)模型预测:将训练后的AGCL模型用于预测水泥熟料生产过程中的f‑CaO浓度,并给出预测结果。
2.如权利要求1所述的一种基于对抗因果学习的水泥熟料游离氧化钙软测量方法,其特征在于,步骤4)的具体过程如下:
4.1):将测试数据输入训练后的AGCL模型;使用均方误差RMSE作为评估指标,计算公式如下:其中,y'i表示真实数据,yi表示模型的输出,n表示测试集包含样本个数,RMSE越小,意味着模型的预测值与真实值越接近,即模型的预测效果越好。