دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی

مهندس سعید شکری، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، 9 آذر ماه 1393 ، از رساله خود با عنوان « توسعه روشهای ترکیبی تلفیق داده­ها برای پیش­بینی کیفیت گازوئیل پالایش شده » با راهنمایی  دکتر محمد تقی صادقی و دکتر مهدی احمدی مروست دفاع نمودند.

چکیده

در فرآیند گوگرد­زدایی هیدروژنی غلظت گوگرد خروجی یکی از شاخص­های مهم در کیفیت محصول می­باشد. به منظور تعیین این شاخص از حسگرها و آنالایزرهای سخت افزاری استفاده می­گردد که معمولا" گران بوده، نیاز به کالیبره­شدن دارند و نگهداری آنها پر­هزینه است. استفاده ازحسگرهای مجازی به جای آنها ویا درکنار آنها کاربرد روز افزونی یافته است. طراحی این حسگرها به نحوی که محصولات خروجی را در محدوده وسیعی با سرعت و دقت بالا پیش­بینی کند، یکی از چالشهای مهم تحقیقاتی می­باشد. در این رساله جنبه­های مختلف طراحی نوع داده محور این حسگرها مطالعه گردیده است.

برای این منظور یکی از روشهای نوین یادگیری ماشین به نام مدل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)استفاده شد. برای بهبود عملکرد این مدل، استفاده از تابع کرنل مناسب و تنظیم پارامترها از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین روشهای نوین بهینه‌سازی برای تنظیم این پارامترها بررسی گردید. از بین این روشها الگوریتم هیبرید فرااکتشافیPSO- SQP  از لحاظ دقت و سرعت پیش­بینی نتایج بهتری را نشان داد. برای ارزیابی الگوریتم­های پیشنهادی، طراحی آزمایشهای پایلوتی جهت اخذ داده­ها در محدوده وسیعی از گوگرد خروجی انجام گردید. از آنجا که صحت داده­های ورودی در پیش­بینی حسگرهای مجازی بسیار مهم می­باشند، از تکنیک ترکیبی متوالی متشکل از آنالیز موجک و حذف خطای سیستماتیک استفاده گردید.

از طرفی، به منظور رفع مشکل ابعاد بالای داده­ها، دو الگوریتم هیبریدی جدید با استفاده از تکنیکهای متراکم­سازی داده­ها، به نامهای آنالیز اجزاءاصلی (PCA)  و کوانتیزاسیون برداری (VQ)  در ترکیب با رگرسیون بردار پشتیبان پیشنهاد گردید. از بین این روشها، تکنیک VQ-SVR سرعت و دقت بالاتری را نشان می دهد. در نهایت، یک حسگر مجازی بر اساس مدل SVR با پارامترهای بهینه و اعمال تکنیکهای پیش­پردازش، حذف خطا و فشرده­سازی داده­ها بر اساس داده­های وسیعی از پایلوت گوگرد­زدایی هیدروژنی با عملکرد بالا از نظر دقت (%AARE=6.68, R2=0.995) و سرعت پیش­بینی (CT=85s) ارائه شد.

واژه‌های کلیدی: حسگر مجازی، حذف خطاها، تکنیک­های متراکم­سازی داده­ها، تکنیک­های هیبرید فرا­اکتشافی، فرآیند گوگرد زدایی هیدروژنی