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Enregistrement W6981795493

Feedback controller design and process modeling methods using machine learning

2023· other· en· W6981795493 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueeScholarship (California Digital Library) · 2023
Typeother
Langueen
DomaineSocial Sciences
ThématiqueUrban, Neighborhood, and Segregation Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesUniversity of California, Santa BarbaraIndian Institute of Technology BombayMitacsJohnson Controls
Mots-clésArtificial neural networkProcess (computing)Feed forwardController (irrigation)Identification (biology)System identificationField (mathematics)Model predictive controlProcess controlAutomation
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The recent advances in the field of machine learning, the availability of powerful computing resources, and growing data collection capabilities across industries present new opportunities to upgrade the existing feedback control and automation methods implemented in applications. This thesis presents novel approaches and methods to use machine learning algorithms to develop feedback controllers and process models for dynamical systems. In the first half of this thesis, we develop approaches to use reinforcement learning and neural networks to design feedback controllers for multivariable systems. We develop a novel model-free Q-learning approach suitable to estimate linear, unconstrained feedback controllers from noisy process data. We present a neural network (NN) design approach to approximate the model predictive control (MPC) feedback law for large-scale applications that may be out of reach with available QP solvers. The proposed NN design approach is applied to a large industrial crude distillation unit model, and we demonstrate that NNs can be used to execute MPC orders of magnitude faster compared to an available QP solver.The next half of this thesis focuses on developing hybrid model identification approaches that utilize both the advantages of neural networks and some first principles process knowledge usually available in applications. We consider building systems affected by large occupancy induced heat disturbances. For these systems, we develop a novel two step grey-box dynamic and NN disturbance model identification framework. We use a NN to model the heat disturbance so that it can be used to provide feedforward predictions of the disturbance in an MPC controller for improved energy cost optimization. We also present a hybrid modeling approach for nonlinear chemical engineering processes. For this class of systems, we use NNs to approximate some functions in the overall dynamic model, e.g, reaction kinetics, which may be challenging to parameterize using the available domain knowledge. The estimated hybrid models are used for steady-state economic optimization at the real time optimization layer. Throughout this thesis, we present examples with heating, ventilation, and air-conditioning and chemical engineering systems to demonstrate the effectiveness of the proposed controller design and process modeling methods. We compare the proposed methods with existing approaches and illustrate their potential to design high-performance control systems.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,064
Tête enseignante GPT0,323
Écart entre enseignants0,258 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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