Skip to main content
SUPERVISOR
Arjomand Mehrabani zeinabad
ارجمند مهربانی زین آباد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Farzi
علی فرضی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1380

TITLE

Design and Development of Novel Methods for Object-Oriented Data Reconciliation
Object-oriented methodology has characteristics such as data ion and inheritance and is widely used for analysis and modeling of complex systems and problems. Therefore, object-oriented viewpoint was applied on data reconciliation problem and complex data reconciliation problems were divided to simpler ones. Data reconciliation as an object has attributes such as measurements and reconciled values and can be a basis of A data reconciliation software tool, namely DCON, is also developed based on developed In order to show the performance of artificial neural networks for nonlinear dynamic data reconciliation, a new method, namely NetDDR, similar to the NARMA-L2 system identification method based on neural networks is developed. The network of this method is trained using true and noisy values obtained by process simulation. Then the trained network is used for dynamic data reconciliation. NetDDR method was tested by two illustrative examples of simulation of a two-component distillation column and a chemical reactor. In each time step Gaussian white noises are added to the true values obtained by simulation in order to simulate real measurements. Then noisy data are sent to DCON software for performing data reconciliation. In performed cases, reconciled values properly fit true values and the variance of errors of reconciled values becomes very small compared to the variance of measurement errors. Extended Kalman Filtering (EKF) method is also used for dynamic data reconciliation and comparison of its results with results of NetDDR method. Comparison shows that NetDDR method produces better results than EKF method while it doesn’t need any information about the state variables and Jacobian matrices of state and measurement variables. This method is also faster that EKF method and it can also be used for on-line applications as EKF method. NetDDR method has many tuning parameters as EKF method while tuning of its parameters is much easier than those of EKF method.
دیدگاه شیءگرا با داشتن ویژگی‌هایی همچون خلاصه‌سازی داده‌ها، مخفی‌سازی و ارث‌بری کمک فراوانی به تحلیل و مدلسازی سیستم‌ها و مسائل پیچیده ومدیریت پیچیدگی آنها می‌کند و از آن برای توسعة مفاهیم مسئلة تلفیق داده استفاده شد و مسائل پیچیدة تلفیق داده به مسائل کوچک‌تر و ساده‌تر تبدیل گردیدند. تلفیق داده به عنوان یک شیء دارای صفاتی همچون اندازه‌گیری‌ها و مقادیر تلفیق یافته است و می‌تواند پایه‌گذار کلاس‌هایی برای انجام تلفیق داده باشد. پس از تحلیل مسئلة تلفیق داده با دیدگاه شیءگرا، کلاس‌هایی برای انجام تلفیق داده بر اساس این دیدگاه ایجاد گردیدند. این کلاس‌ها شاملConstraints برای مدیریت محدودیت‌ها، Optimization برای انجام روش‌های مختلف بهینه‌سازی قابل اعمال بر روی مسائل تللفیق داده، DR به عنوان‌کلاس اصلی تلفیق داده، کلاس‌های SSDR، LSSDR و DR برای انجام تلفیق دادة پایای خطی و غیرخطی، کلاس‌های DDR، LDDR و NDDR برای تلفیق دادة دینامیک خطی وغیرخطی می‌باشد. کلاس دیگری به نام DDRMethod برای اعمال روش‌های مختلف تلفیق دادة دینامیک با ایجاد کلاس‌های جدید و ارث‌بری از این کلاس ایجاد گردید. کلاس‌های ایجاد شده از طریق ارث‌بری و اجتماع با یکدیگر در ارتباط هستند. بر اساس کلاس‌های ایجاد شده نرم‌افزاری به نام DCON برای انجام انواع مختلف مسائل تلفیق داده بر پایة این کلاس‌ها ایجاد شد. این نرم‌افزار می‌تواند تمام انواع مسائل تلفیق داده شامل پایا، دینامیک، خطی و غیرخطی را انجام دهد و دارای بخش‌هایی برای وارد کردن آسان اطلاعات مورد نیاز برای انجام تلفیق داده است. نرم‌افزار می‌تواند با برنامه‌های شبیه‌سازی فرایند از طریق مکانیسم‌های DDE و COM ارتباط برقرار کند و با آنها اطلاعات رد و بدل نماید. همچنین این نرم‌افزار قابلیت اتصال به فرایندهای واقعی از طریق درگاه‌های سری و موازی و انجام تلفیق دادة بهنگام بر روی آنها است. برای نشان دادن قابلیت شبکه‌های عصبی برای انجام تلفیق دادة دینامیک، روش نوینی به نام NetDDR بر پایة شبکه‌های عصبی پیش‌خور ابداع گردید. شبکة عصبی ایجاد شده در ابتدا با داده‌های حاصل از شبیه‌سازی فرایند و اندازه‌گیری‌های دارای خطا آموزش داده شد و سپس برای تلفیق دادة دینامیک به کار گرفته شد. این روش برای سیستم برج تقطیر دو جزئی مورد ارزیابی قرار گرفت. درآزمون‌های انجام شده، مقادیر تلفیق یافته به خوبی مقادیر واقعی را دنبال کردند. همچنین به دلیل سرعت بالای تلفیق داده به این روش، از این روش می‌توان برای تلفیق دادة بهنگام نیز استفاده کرد. روش فیلتر کالمن توسعه یافته نیز بر پایة دیدگاه شیءگرا برای تلفیق دادة دینامیک توسعه یافت و به کار گرفته شد. برای ارزیابی، این روش بر روی سیستم برج تقطیر دو جزئی و همچنین یک رآکتور شیمیایی اعمال گردید. مقایسة نتایج حاصل برای سیستم برج تقطیر با نتایج حاصل از روش NetDDR نشان می‌دهد که روش NetDDR بدون نیاز به اطلاعات دربارة متغیرهای حالت و مدل ریاضی سیستم، نتایج بهتر و سریعتری را نسبت به روشEKF تولید می‌کند. روش فیلتر کالمن توسعه یافته نیز به دلیل سرعت بالا قابل استفاده برای تلفیق دادة بهنگام است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی