【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀废水处理时工艺参数测量领域，尤其涉及一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法。
技术介绍
1、在电镀废水的参数测量领域，人工化学测量以及基于智能模型建立的数据软测量系统能够对废水反应池中ph、opr参数进行测量，并表现出较高的测量精度。然而，人工测量耗时长、效率低，不能够满足现阶段废水处理的大量、高速的测量需求。基于智能模型建立的数据软测量系统，实际是根据相关参数对废水数据的预测，获取参数过程中容易受到白噪音的影响，导致软测量的精度有所降低。
2、中国专利申请cn201811162519.4公开了一种污水测量数据智能预处理方法。该方法先对基于时间序列的预测数据进行预处理，并确定智能模型；然后输入特征量和预处理数据中目标特征量，对预处理数据中输入特征量按照实际测量点的位置进行分组，设定参照物进行遍历，输出组合后的数据；再利用组合后预定比例的数据进行智能模型训练，计算出智能模型的均方误差值(mse)；如果每组的时间间隔小于等于整个污水工艺处理的时间，则重新遍历；输出遍历过程中均方误差值最小的时间间隔，即得到每个输入特征量之间的时间差；最后根据每个输入特征量间的时间间隔重新组合数据，用于智能模型训练。此数据预处理的方法一定程度上消除了测量数据在时间序列上的误差，降低了系统的时滞性。然而，由于废水检测环境是复杂多变的，监测数据会一定程度上受到白噪音的影响，导致对废水监测模型的抗噪性能的提升成为了一个难点。
3、为此，需要一种抗噪性能强的废水参数测量方法，在保证测量精度的同时，尽可能地降低白噪音
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，在已有的测量结果上使用adam算法进行进一步筛选拟合，为电镀废水测量数据的预处理提供新的思路。
2、具体方案包括：
3、s1.采用传感器每0.5秒测量一组电镀废水数据，获取多组电镀废水数据组成数据集；
4、s2.根据三次样条插值法补全数据集中的缺失数据，得到补全数据集；
5、s3.根据参数变化率对补全数据集进行状态类别划分，得到多组状态类别数据；
6、s4.处理状态类别数据得到输入样本，根据adam算法处理输入样本，得到该输入样本所属时间段的最佳测量值。
7、进一步的，一组电镀废水数据包括反应池的ph、氧化还原电位orp、温度和溶解氧浓度。
8、进一步的，步骤s2根据三次样条插值法补全数据集中的缺失数据，包括：
9、s21.将数据集划分为池中ph数据集、氧化还原电位orp数据集、温度数据集和溶解氧浓度数据集；每种数据集中的所有数据点按照测量时间先后顺序排列；
10、s22.对于任一种数据集，确定数据缺失区间[xi+1,xi+d-1]，提取与数据缺失区间[xi+1,xi+d-1]前后相邻的两个数据点(xi,yi)和(xi+d,yi+d)作为插值点；d表示数据点(xi,yi)和(xi+d,yi+d)间的间距；其中yi表示xi时刻的参数测量值；
11、s23.基于间距d，分别以数据点(xi,yi)、(xi+d,yi+d)为顶点向与数据缺失区间[xi+1,xi+d-1]相反的方向延伸获取4个插值点，共得到10个插值点；
12、s24.使用三次样条插值法推导出每两个相邻插值节点间的插值函数，所述插值函数为二元三次函数，自变量为参数的测量时间，因变量为参数的测量值；根据插值函数和测量时间补全缺失数据。
13、进一步的，步骤s3根据参数变化率对补全数据集进行状态类别划分，得到多组状态类别数据，包括：
14、s31.将补全数据集根据池中ph、氧化还原电位orp、温度和溶解氧浓度4类标签划分4类小数据集；并分别采用标号1、2、3、4表示；
15、s32.设定划分轮次z，初始化z＝1；
16、s33.采用动态窗口参数变化检测方法分别对每一类小数据集进行处理，输出终止窗口的大小；
17、s34.选取4类终止窗口中的最小终止窗口对4类小数据集同时进行一次划分，得到一组状态类别数据；
18、s35.判断补全数据集是否划分完成，若是，则结束划分，若不是，则令z＝z+1，并返回步骤s33。
19、进一步的，步骤s34采用动态窗口参数变化检测方法对第r＝1,2,3,4类小数据集进行处理，输出终止窗口的大小，包括：
20、s341.获取窗口初始大小并用n表示；
21、s342.采用初始化窗口对第r类小数据集进行一次划分得到1段初始区间数据；计算该段初始区间数据的统计量和统计量方差，然后采用mann-kendall算法检验该段初始区间数据是否具有趋势性，若没有，则执行步骤s343；若有，则更新窗口大小n＝n+10并执行步骤s345；
22、s343.判断是否满足n≤5，若是，则将当前窗口大小作为终止窗口的大小输出，若不是，则更新窗口大小n＝n-5并执行步骤s344；
23、s344.采用当前窗口对第r类小数据集重新进行一次划分，得到1段新区间数据，计算该段新区间数据的统计量和统计量方差，并采用mann-kendall算法检验该段新区间数据是否具有趋势性，若没有，则执行步骤s343；若有，则将当前窗口大小作为终止窗口的大小输出；
24、s345.采用当前窗口对第r类小数据集重新进行一次划分，得到1段新区间数据，计算该段新区间数据的统计量和统计量方差，并采用mann-kendall算法检验该段新区间数据是否具有趋势性，若没有，则更新窗口大小n＝n-5并将其作为终止窗口的大小输出，若有，则更新窗口大小n＝n+10并重新执行步骤s345。
25、进一步的，统计量s的计算公式为：
26、
27、
28、其中，n表示窗口的大小，yn表示窗口中第n个数据点的值；
29、统计量方差var(s)的计算公式为：
30、
31、其中，q表示粘连组数量，pq表示第q个粘连组中的参数数量。
32、进一步的，步骤s4处理状态类别数据得到输入样本，包括：
33、s41.获取一组状态类别数据x，xij表示状态类别数据x第i行第j列的元素，i∈{1,2,3,4}，j∈{1,2,…,m}，m为该状态类别数据的样本区间长度；
34、s42.计算状态类别数据x每一行所有元素的均值，得到输入样本其中表示第i行所有元素的均值。
35、进一步的，使用l2 loss作为adam算法模型的损失函数，表示为：
36、
37、其中，xij表示状态类别数据第i行第j列的元素，为adam算法模型输出的预测测量值。
38、进一步的，采用参数调节算法求解损失函数，包括：...
【技术保护点】
1.一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，一组电镀废水数据包括反应池的PH、氧化还原电位ORP、温度和溶解氧浓度。
3.根据权利要求2所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤S2根据三次样条插值法补全数据集中的缺失数据，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤S3根据参数变化率对补全数据集进行状态类别划分，得到多组状态类别数据，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤S34采用动态窗口参数变化检测方法对第r＝1,2,3,4类小数据集进行处理，输出终止窗口的大小，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，统计量S的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤S4处理状态类别
8.根据权利要求1所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，使用L2 loss作为ADAM算法模型的损失函数，表示为：
9.根据权利要求8所述的一种基于ADAM算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，采用参数调节算法求解损失函数，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，一组电镀废水数据包括反应池的ph、氧化还原电位orp、温度和溶解氧浓度。
3.根据权利要求2所述的一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤s2根据三次样条插值法补全数据集中的缺失数据，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，其特征在于，步骤s3根据参数变化率对补全数据集进行状态类别划分，得到多组状态类别数据，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于adam算法的电镀废水参数处理方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王率先，李豪男，李馨怡，张豪，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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