过程控制中的数据挖掘技术研究及其智能控制策略探讨

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1、摘要徽振挖掘技术是人工智能、数据库和统计理论的结合技术，具有较为r1泛的应用前景。专家预测数据挖掘在末来十年内会有革命性进展，是商业分析、规则发现、实时识别和分折用户信息的关键技术。数据挖掘的目的是从数据中找出有意义的模式。模式可以是一组规则、聚类、决策树、依赖网络或其他方式表示的知识。粗糙集理论是由Pawlak教授于20世纪80年代初提出的一种用于处理不确定性和模糊性知识的数学工具，其基本思想是在保持分类能力不变的前提下，通过知识约简，导出分类规删。它无需提供相关数据集合外的任何先验信息，适合f发现数据中隐含的、潜在的有用规律，找出其内部数据的关联关系和特征．近年来，粗糙集理论和应

2、用取得了很大的成功，已成为软计算方法的重要分支，其涉及的领域包括漠式识别、机器学习、决策分折和决策支持、知识获取和发现等。将糨糙集理论应用到数据挖掘技术上，利用粗糙集的知识约简，精简数据挖掘m的各类规则，对复杂系统的智能控制策略研究具有广泛的意义。本文在探讨粗糙集理论和数据挖掘技术的基础上，就工业过程控制中的几种数据挖掘方法做了研究，主要创新成果有：提出基于粗糙集理论的启发式约简算法和近似约简算法，进行属性约简和冗余规则去除；同时针对工业过程控制，提出了一种基于采样的近似约简算法，hJ以怏速找到具有较低错误率的近似约简，对实时控制具有现实意义；利用数据挖掘技术提出工业过程中控制变量耦

3、合度和语言值关联规则的数据挖掘算法，语言值关联规则符合人类思维方式，有利于建立智能控制策略：数据挖掘过程模型的建立为数据挖掘技术的应用提供了～种系统化的技术实施方法，针对工业过程控制，建立了一种实用的数据挖掘模型；同时利用数据挖掘应用平台，使数据挖掘的研究重点逐渐从发现方法转向系统应用；软计算技术(包括：数据挖掘、模糊逻辑、神经网络和粗糙集理论等)是解决复杂系统建模与控制问题的重要途径之一。通过粗糙模糊模型、粗糙神经嘲络模型的建证，对智能控制策略进行了初步探讨。关键词：数据挖掘，粗糙集，约简，耦合关系，关联规则，智能控制浙江^学博士学位论文11引言第一章绪论现代工业的发展和与计算机技

4、术的不断结合，对控制理论及其应用提出'广新的需求。在现代生产过程中，随着生产工艺的复杂化和过程变量数据的成倍增加，如何选用先进的控制策略，找出蕴涵的关联关系，处理和协调好控制变量和调节变量的关系是提高控制效果的关键之一。智能控制是随着应用需求复杂化应运而生的一门新兴学科，一般带有模糊控制规则和带有知识控制规则所构成的自动控制系统可称为智能控制系统。智能控制系镜具有以F特点：(1)智能控制系统般具有以知识表示的非数学厂义模’纠和以数学模型表示的混合控制过程。它适用于含有复杂性、不完全性、模糊1陀、币确定和不存在己知算法的生产过程。它根椐被控动态过程特征辨识，采用开闭环控制和定性与定量控

5、制结合的多模态控制方式。(2)智能控制器具有分层信息处理和决策机构。它实际上是对人的神经结构或专家决策机构的一种模仿。(3)智能控制器具有非线性。这是因为人的思维具有非线性，作为模仿人的思维进行扶策的智能控制电具有非线性特点。(4)智能控制器具有变结构特点。在控制过程中，根椐当前的偏差及偏差变化率的大小和方向，在调整参数得不到满足时，以跃变方式改变控割器的结构，以改善系统的性能。(5)智能控制器具有总体自d优特点。由于智能控制器具有在线特征辨识、特征记忆和拟人特点．在整个控制过程中，汁算机在线获取信息和实时处理并给出控制决策，通过不断优化参数和寻找控制器的最佳结构形式，阻获取整体最优

6、控制性能。(6)智能控制系统是一门新兴的边缘交叉学科，它需要更多的相关学科配合与支援，使智能控制系统有更大的发展。控制系统中控制规则的产生和知识库的构成是控制系统智能化的重点，数据挖掘技术通过在数据库中寻找有意义的模式，发现规则或得到模型，为智能控制提供依据。数据挖掘最先应用在商业领域，目前已渗透到各个领域，特别是随着粗糙集(Rouchset)理论和数据仓库技术的发展，为数据挖掘在工业过程控制中的应用浙江^学博士学位论文11引言第一章绪论现代工业的发展和与计算机技术的不断结合，对控制理论及其应用提出'广新的需求。在现代生产过程中，随着生产工艺的复杂化和过程变量数据的成倍增加，如何选用

7、先进的控制策略，找出蕴涵的关联关系，处理和协调好控制变量和调节变量的关系是提高控制效果的关键之一。智能控制是随着应用需求复杂化应运而生的一门新兴学科，一般带有模糊控制规则和带有知识控制规则所构成的自动控制系统可称为智能控制系统。智能控制系镜具有以F特点：(1)智能控制系统般具有以知识表示的非数学厂义模’纠和以数学模型表示的混合控制过程。它适用于含有复杂性、不完全性、模糊1陀、币确定和不存在己知算法的生产过程。它根椐被控动态过程特征辨识，采用开闭环控制和定性