一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法及系统，用于以天然气和氧气为燃料的全氧玻璃窑炉熔炉，将传感器采集的玻璃熔炉相关参数时间序列和玻璃质量时间序列数据集作为输入，通过条件选择算法得到稀疏因果模型；将稀疏因果模型作为输入，通过瞬时条件独立性测试得到去除假阳性因果关联的稀疏因果模型；基于信息理论，采用源熵的概念来衡量因果强度，根据因果强度给出相应的控制决策。本发明专利技术对于高维、非线性时间序列且带有时间滞后特点的玻璃熔炉环境，能够对时间滞后因果关系进行推理；并且能够量化因果关联强度，给予玻璃熔炉环境控制提供决策支持建议。

【技术实现步骤摘要】
一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法及系统
本专利技术涉及玻璃熔炉环境控制
，具体涉及一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法及系统。
技术介绍
玻璃熔炉是一个伴随着各种物理化学反应的复杂系统，在熔化池或料道中澄清和均化过程中，需要玻璃液能够长期稳定的保留在一个特定的温度区间，工业上为了获得良好的玻璃质量，需要对熔炉内的环境进行一定的控制。目前我国在相关领域主要采用的是传统的PID控制技术。这种技术相对成本低廉且易于设计，但是对于熔炉这种具有高维、非线性和时间滞后的系统，控制效果并不理想，难以生产高质量的玻璃。此外，许多研究人员在此基础上提出一些改进算法来提高控制效果。如在传统PID控制器基础上与模糊逻辑控制器相结合，改善了传统PID控制器控制不佳的弊端；还有人采用机器学习算法来进一步改善控制效果。有不少学者及研究人员提出因果推理在实际中的应用。吉林大学研究人员针对汽车纵向自动驾车决策过程，通过建立车辆跟驰行为的马尔科夫决策过程模型，提出决策过程的因果推理机制；有人提出一种基于因果推理，利用全连接神经网络来预测癌症或心脑血管疾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，用于以天然气和氧气为燃料的全氧玻璃窑炉熔炉，其特征在于：将传感器采集的玻璃熔炉相关参数时间序列和玻璃质量时间序列数据集作为输入，通过条件选择算法得到稀疏因果模型；将稀疏因果模型作为输入，通过瞬时条件独立性测试得到去除假阳性因果关联的稀疏因果模型；基于信息理论，采用源熵的概念来衡量因果强度，根据因果强度给出相应的控制决策。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，用于以天然气和氧气为燃料的全氧玻璃窑炉熔炉，其特征在于：将传感器采集的玻璃熔炉相关参数时间序列和玻璃质量时间序列数据集作为输入，通过条件选择算法得到稀疏因果模型；将稀疏因果模型作为输入，通过瞬时条件独立性测试得到去除假阳性因果关联的稀疏因果模型；基于信息理论，采用源熵的概念来衡量因果强度，根据因果强度给出相应的控制决策。


2.根据权利要求1所述基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，其特征在于：传感器采集频率为10秒/次～300秒/次的固定频率。


3.根据权利要求1所述基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，其特征在于：所述传感器类型包括温度传感器、压力计、流量计、距离传感器和浓度计。


4.根据权利要求1所述基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，其特征在于：所述玻璃熔炉相关参数包括熔炉各关键位点的温度、炉内压力、氧气流量、天然气流量、天然气阀门开度、玻璃熔融物高度、炉内粉尘浓度、二氧化硫浓度和氮氧化物浓度。


5.根据权利要求1所述基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，其特征在于：所述玻璃质量时间序列数据集，是玻璃各项质量指标所产生的综合质量指标时间序列数据集。


6.根据权利要求1所述基于因果推理对玻璃熔炉环境控制的方法，其特征在于：通过于条件独立的条件选择算法得到稀疏因果模型，实现如下，
1)先获取时间序列集X＝(X1,X2,...,XN)，设其中一个玻璃熔炉相关参数Xj某一时刻的值为j表示参数的种类标记，t表示该参数值所在的时刻，N表示所有相关变量的数量；
2)设选择参数为Xj，对这个参数某一时刻的值初始化其先前序列并进行无条件独立性检验，如果在显著性水平α上满足假设与相互独立，则将从中删除，i表示参数的种类标记；
其中，τ为时间滞后，τmax为最大时间滞后；
3)在接下来的每一次迭代中，首先根据初始先前序列的检验统计量对其排序，然后对和进行条...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏喆，谢天雄，邹承明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42