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基于生成对抗网络的化工过程低成本m GAN-NN建模
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作者 李梓良 张玮 +2 位作者 胡恒 王盈锦 徐娜 《化工进展》 北大核心 2025年第4期1978-1986,共9页
使用深度学习建立化工过程模型往往面临数据获取成本高、数据短缺等问题。对此,本文提出了一种基于生成对抗网络(GANs)的低成本数据增强建模方法mGAN-NN。该方法在GANs生成器的损失函数中引入最大均值差异(MMD)判据,提高了生成数据与真... 使用深度学习建立化工过程模型往往面临数据获取成本高、数据短缺等问题。对此,本文提出了一种基于生成对抗网络(GANs)的低成本数据增强建模方法mGAN-NN。该方法在GANs生成器的损失函数中引入最大均值差异(MMD)判据,提高了生成数据与真实数据分布特征的相似度;然后利用生成的数据建立神经网络模型,进而使用真实实验数据对所建模型进行调整。这种方法明显的优势在于,即使在数据量有限的情况下,也能构建出鲁棒性强的模型。采用此方法建立了微反应器中制备脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)活性物质量分数的预测模型,其拟合系数(R^(2))可达0.91,相较神经网络(ANN)提高了236%,相较支持向量机回归(SVR)提高了32%。同时,平均绝对误差(MAE)降至3.38,相较ANN减小了58%,相较SVR减小了45%,展示出了较高的泛化性以及预测精度。 展开更多
关键词 生成对抗网络 数据增强 微反应器 建模 算法
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基于迁移学习的微反应器大气液比Aspen模型构建
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作者 秦睦轩 张玮 +1 位作者 王盈锦 李梓良 《化工进展》 北大核心 2025年第9期4908-4916,共9页
微反应器作为过程强化的关键设备,已在多个领域应用。然而,多数流程模拟软件缺乏微反应器模块,在一定程度上阻碍了其在工业中的应用。本文提出了一种基于迁移学习构建的适用于大气液比的Aspen微反应器的产物收率预测模型,以微反应器中... 微反应器作为过程强化的关键设备,已在多个领域应用。然而,多数流程模拟软件缺乏微反应器模块,在一定程度上阻碍了其在工业中的应用。本文提出了一种基于迁移学习构建的适用于大气液比的Aspen微反应器的产物收率预测模型,以微反应器中气液磺化合成十二烷基苯磺酸过程为例,验证了该模型的准确性。首先,通过大气液比[(2000∶1)~(3000∶1)]磺化实验,在T形微反应器中收集38组十二烷基苯磺酸的收率数据,作为迁移学习的目标域。基于微通道环状流特征采用Aspen Plus的平推流反应器(PFR)模块初步建立该过程的产物收率预测模型,并生成29700组源域数据。考虑流体动力学和微通道结构等特征,本文采用迁移学习中的条件对抗域适应网络(CADAN)并对其进行调整,包括采用深度ReLU网络架构及优化对抗损失函数。随后利用模拟数据训练特征提取器,并利用实验数据进行条件对抗域适应训练。最终建立的模型拟合系数(R^(2))可达0.9346,相较人工神经网络提升了14.6%,较PFR模型提升了98.18%。同时,该模型在20%的噪声水平下仍保持R^(2)大于0.78,均方根误差低至5.07,优于同等条件下的人工神经网络,显示出较高的预测精度和强鲁棒性。 展开更多
关键词 微反应器 过程建模 ASPENPLUS 迁移学习 算法
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T型微反应器中合成脂肪酸甲酯磺酸盐动力学及工艺优化
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作者 胡恒 徐娜 +3 位作者 李梓良 于嘉朋 李旭 张玮 《化工进展》 CSCD 北大核心 2024年第12期6634-6644,共11页
降膜反应器合成脂肪酸甲酯磺酸盐存在内部温度分布不均、产率下降的问题。基于微反应器高效反应特性,本文尝试在T型微反应器中合成脂肪酸甲酯磺酸盐。考察了磺化反应过程中温度、摩尔比、老化时间、老化温度等因素对产物中活性物含量(... 降膜反应器合成脂肪酸甲酯磺酸盐存在内部温度分布不均、产率下降的问题。基于微反应器高效反应特性,本文尝试在T型微反应器中合成脂肪酸甲酯磺酸盐。考察了磺化反应过程中温度、摩尔比、老化时间、老化温度等因素对产物中活性物含量(产物中活性物的质量分数)的影响,采用响应面法探究各因素对活性物含量影响强弱顺序及交互作用,并在此基础上进行工艺条件优化。分析得出,各因素对活性物含量影响由强到弱的顺序为:三氧化硫与硬脂酸甲酯摩尔比>老化温度>磺化温度>老化时间。优化结果显示,当磺化温度为86.4℃、SO3与硬脂酸甲酯摩尔比为1.4、老化时间为47min、老化温度为90℃时,产品活性物含量达88.1%,相比工业合成提高了5%左右。建立了微反应器体系下脂肪酸甲酯SO3磺化反应的动力学方程式,拟合出动力学相关参数,为实现工艺过程可控、产物预测及反应器结构优化提供依据。采用NSGA2算法对工艺进行双目标优化,结合TOPSIS方法从Pareto解集中选出最佳工艺方案。 展开更多
关键词 微反应器 气液磺化反应 响应面法 反应动力学 优化设计
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水产源乳酸菌的多样性及抑菌活性研究 被引量:10
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作者 刘君 林俊芳 +4 位作者 郭丽琼 叶志伟 方再光 郭心悦 李梓良 《水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期351-357,共7页
为探究常见水产品中乳酸菌的分布情况,以及筛选出抑制水产常见致病菌的乳酸菌,从市场采集不同水产品的肠道,用乳酸菌分离筛选培养基分离乳酸菌;用16SrDNA鉴定对所分离的乳酸菌分类鉴定;应用打孔法抑菌试验测试乳酸菌对嗜水气单胞菌、副... 为探究常见水产品中乳酸菌的分布情况,以及筛选出抑制水产常见致病菌的乳酸菌,从市场采集不同水产品的肠道,用乳酸菌分离筛选培养基分离乳酸菌;用16SrDNA鉴定对所分离的乳酸菌分类鉴定;应用打孔法抑菌试验测试乳酸菌对嗜水气单胞菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌等15种水产致病菌的抑菌活性。从市场采集不同南亚热带鱼类、虾、贝、蛤等30个样品的肠道,分离出156株乳酸菌,并研究了这些乳酸菌的种属分布和抑菌活性。结果显示:菌株的革兰氏染色下的菌体形态主要有杆状、短杆状、球状、链状4种。16SrDNA鉴定主要包括乳酸乳球菌、戊糖片球菌、格氏乳球菌等11个种属。其中抑菌谱广、效果好的菌属有:假肠膜明串珠菌、肠膜明串珠菌、戊糖片球菌、乳酸乳球菌、乳明串珠菌、沙克乳杆菌和融合魏斯氏菌。本研究结果为乳酸菌在水产养殖上的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 乳酸菌 水产病原菌 抑菌活性 多样性
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