面向數(shù)據(jù)驅(qū)動建模的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究.pdf

1、由于生產(chǎn)工藝、技術(shù)及設(shè)備的日趨復(fù)雜化，經(jīng)典控制理論中依據(jù)物理化學(xué)機(jī)理建立精確數(shù)學(xué)模型對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的傳統(tǒng)方法已變得越來越困難。在此背景下，數(shù)據(jù)驅(qū)動思想得到快速發(fā)展，然而采集于生產(chǎn)過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)往往存在含有缺失值、異常值等數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，如果直接利用這些未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動作預(yù)測或決策，所建模型的準(zhǔn)確性會受到極大影響，甚至產(chǎn)生錯誤的分析結(jié)果。因此，在數(shù)據(jù)驅(qū)動建模前必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。
　　本文首先對數(shù)據(jù)驅(qū)動以及數(shù)據(jù)預(yù)處理

2、的發(fā)展進(jìn)行了回顧和總結(jié)，介紹了數(shù)據(jù)驅(qū)動建模的相關(guān)理論知識，對數(shù)據(jù)預(yù)處理的基本任務(wù)和相應(yīng)的主要方法作了詳細(xì)闡述。
　　然后，本文對缺失值填補問題進(jìn)行了重點研究。在總結(jié)分析現(xiàn)有主要填補方法的基礎(chǔ)上，針對工業(yè)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)的實際特點，提出了一種基于遺傳優(yōu)化的自適應(yīng)填補算法，并成功運用于電站鍋爐監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺失值填補，對于不同工況下產(chǎn)生的缺失值以及在缺失率較高的情況下，該算法都具有較為理想的準(zhǔn)確率與穩(wěn)定性。
　　之后，著重研究了異常值檢

3、測問題。在比較學(xué)習(xí)異常值檢測主要算法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，給出一種基于全局距離和的異常值檢測算法，不僅消除了經(jīng)典的基于距離的異常值檢測算法對參數(shù)設(shè)置的敏感性，而且降低了數(shù)據(jù)分布不均對檢測算法的影響，同時量化了異常值的異常程度。在電站鍋爐監(jiān)測數(shù)據(jù)上仿真分析，結(jié)果表明該算法具有較高查全率和較低誤報率。
　　最后，分別利用未經(jīng)預(yù)處理和經(jīng)本文所提算法預(yù)處理的數(shù)據(jù)建立基于最小二乘支持向量機(jī)的電站鍋爐煙氣含氧量軟測量模型，通過對比所建模型的準(zhǔn)確度，