وثيقة
Predictive emission model for NOx emission in grate-kiln pelletizing process.
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2019
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
This study investigated the use of Artificial Neural Network (ANN) and Genetic Algorithm (GA) for prediction of NOx emission from grate-kiln iron ore pelletizing process. Artificial Neural Network is widely used modeling system for predicting and optimizing emissions of air pollutants from complex systems. However, finding the optimum technique for training of the ANN is
important in designing the model.
This study presents two mains algorithms for training the Multi-Layer Perceptron Artificial Neural Network ANN (MLP-ANN) model, for adjusting its weights and biases. Firstly, the backpropagation training algorithm, which searches for the minimum value of the error function in weight space using gradient descent (minimum of error derivative) to adjust the weight
accordingly. While the second algorithm was the Genetic Algorithm, which searches for the solution (set of weights) that will produce the minimum value of the error function by changing randomly that population.
The model output showed that, the GA approach of ANN had a lower mean square error (MSE), about 0.0082 lower than the backpropagation training algorithm approach that achieved MSE of about 0.0253. Simulating the ANN with GA approach with new CEMS data for NOx and comparing the results produce a difference of less than 0.2% between the real and predictive data.
Finally, the same selected inputs were used with historical Sulphur Dioxide (SO2) data from the same process to generate another network for SO2. Simulating this network with new data and comparing with CEMS data gives MSE of about 0.025.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
هذه الرسالة تعنى باستخدام الشبكات العصبية الصناعية مع الخوارزمية الجينية للتنبؤ بانبعاتات اكاسيد النيتروجين والكبريت من عمليات التكوير باستخدام الفرن مع الغاز الطبيعي الشبكة العصبية الاصطناعية تستخدم للتنبؤ بمخرجات العمليات عن طريق استخدام البيانات السابقة. ومع ذلك، فإن إيجاد التقنية المثلى لتدريب الشيكات الصناعية مهم في تصميمها وبنائها .
تقدم هذه الدراسة خوارزميتين رئيسيتين لتدريب نموذج الشبكة العصبية الاصطناعية متعددة الطبقات من خلال ضبط أوزانها وانحيازاتها. الخوارزمية العكسية و الخوارزمية الجينية. حيت تعتمد الخوارزمية العكسية على ضبط اوزان المتغيرات الشبكة من خلال الوصل الى اقل قيمة المشتقة الخطأ في كل محاولة. بينما تعتمد الشبكة الجينية (الشبكة الوراثية على البحث عن الوزن الأمثل من مجموعة من الأوزان المتوفرة لشبكة من خلال تمرير المزايا المثلى من خلال عمليات التوالد المتعاقبة، وتدعيم الصفات المرغوبة والتي تعطي اقل خطأ ممكن.
توضح نتائج الدراسة أن تدريب الشيكة عن طريق الخوارزمية الوراثية يعطي متوسط خطأ اقل من التدريب باستخدام الخوارزمية العكسية حيت اعطت نتائج محاكاة الشبكة الصناعية الأكاسيد النيتروجين باستخدام هذه الخوارزمية عند مقارنتها بنتائج الواقعية فرق لا يزيد عن 0. 2 .%
تم استخدام نفس المتغيرات لهذه الشبكة في انشاء شبكة اخرى للتنبؤ بأكاسيد الكبريت من نفس العملية، حيث اعطت عمليات المحاكاة لهذه الشبكة معدل خطأ يساوي 0. 025 .
تقدم هذه الدراسة خوارزميتين رئيسيتين لتدريب نموذج الشبكة العصبية الاصطناعية متعددة الطبقات من خلال ضبط أوزانها وانحيازاتها. الخوارزمية العكسية و الخوارزمية الجينية. حيت تعتمد الخوارزمية العكسية على ضبط اوزان المتغيرات الشبكة من خلال الوصل الى اقل قيمة المشتقة الخطأ في كل محاولة. بينما تعتمد الشبكة الجينية (الشبكة الوراثية على البحث عن الوزن الأمثل من مجموعة من الأوزان المتوفرة لشبكة من خلال تمرير المزايا المثلى من خلال عمليات التوالد المتعاقبة، وتدعيم الصفات المرغوبة والتي تعطي اقل خطأ ممكن.
توضح نتائج الدراسة أن تدريب الشيكة عن طريق الخوارزمية الوراثية يعطي متوسط خطأ اقل من التدريب باستخدام الخوارزمية العكسية حيت اعطت نتائج محاكاة الشبكة الصناعية الأكاسيد النيتروجين باستخدام هذه الخوارزمية عند مقارنتها بنتائج الواقعية فرق لا يزيد عن 0. 2 .%
تم استخدام نفس المتغيرات لهذه الشبكة في انشاء شبكة اخرى للتنبؤ بأكاسيد الكبريت من نفس العملية، حيث اعطت عمليات المحاكاة لهذه الشبكة معدل خطأ يساوي 0. 025 .
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية