RBF网络的输入为 ,则网络的输出为:
 式中ω0∈R—偏置项; ωj∈R(j=1,2,,m)—隐层到输出层的权值; Φ(·)—径向基函数; ‖·‖—欧氏范数; Cj∈Rn—网络的中心。
径向基函数Φ(·)有三种类型:薄板样条函数、高斯函数和RMQ函数。本研究选取高斯函数:
 RBF网络的算法比BP算法复杂性要高,分两步进行:输入层到隐层采用无教师指导的聚类方法训练,以确定网络中心向量和半径,常用的是K-均值算法和模糊聚类方法;隐层与输出层之间的权值调整采用有教师指导的算法,以确定权重向量,例如采用递推最小二乘方法等。还有其它的训练方法,主要有:Mooky-Darken算法、局部训练法、聚类与Givens变换联合迭代法等。由此可见,RBF网络的性能主要取决于中心向量、偏置向量和权重向量的学习算法。
3 RBF神经网络Cr估计模型
图1为Cr估计模型。该估计模型由过程变量的选取、数据预处理、主元分析及RBF神经网络的估计四部分组成。过程变量的选取尽量包含所有影响Cr含量的因素;然后,对这组变量进行主元分析,去除对Cr含量影响小的变量,保留影响大的变量,从而压缩数据,简化RBF网络的结构以提高网络的稳定性和收敛性。RBF 神经网络是通过对过程变量的学习,调整网络的参数和结构,得出Cr估计模型。由于神经网络以样本数据为依据,对于不同训练参数,可得到不同的网络模型。因此,上述模型其实是给出一类过程的网络结构,可以应用于各种不同的场合。
 图1 Cr估计模型
3.1 过程变量的选取及其预处理
一般情况下,过程变量的选取遵循两条原则:选取的这组过程变量能够很好地反映整个过程机理;同时,这组变量必须在整个工艺流程过程中容易测量。依据经验及尽量最大地包含影响钢水中Cr含量的因素,选用对钢水进行2次采样的数据,最终选取了13个变量:合金(Alloy)的装入量(X1),固体矿石(Solids)的装入量(X2),铁屑(Turnings)的装入量(X3),通用添加剂(General)的初始质量(X4), Mixed scrap的装入量(X5), 初始Cr%(X6), 炉内余留Cr%(X7), 从加电到采样1的时间间隔(X8), 采样1钢水的温度(X9), 采样1的Cr%(X10), 从采样1到采样2的时间间隔(X11), 采样2钢水的温度 (X12), 采样2的Cr%(X13)。 |