• شماره ركورد
    34449
  • پديد آورنده

    سيدمحمد قوامي

  • عنوان
    شناسايي فرايند برج تقطير با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي بازگشتي مبتني بر مكانيزم توجه
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق-كنترل
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/9/18
  • استاد راهنما
    دكتر سيدمجيد اسماعيل زاده
  • استاد مشاور
    دكتر سيدمجيد اسماعيل زاده
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    شناسايي سيستم يكي از مسائل اساسي در تحليل و مدل‌سازي فرايندهاي صنعتي پيچيده به شمار مي‌رود؛ به‌گونه‌اي كه دستيابي به يك شناسايي دقيق، نقش كليدي در طراحي كنترل‌كننده‌ها، پايش فرايند، بهينه‌سازي عملكرد و اتخاذ تصميم‌هاي قابل‌اعتماد در بهره‌برداري صنعتي ايفا مي‌كند. در اين پايان‌نامه، فرايند برج تقطير به‌عنوان يكي از پيچيده‌ترين و پركاربردترين فرايندهاي صنعتي از منظر شناسايي سيستم، به دليل رفتار ديناميكي پيچيده و اندركنش قوي ميان متغيرها، به‌عنوان مطالعه موردي انتخاب شده است. با محدوديت‌هاي روش‌هاي كلاسيك و همچنين چالش‌هاي موجود در شبكه‌هاي عصبي بازگشتي متداول از جمله حجم بالاي پارامترها و تفسيرپذيري محدود، در اين گزارش يك چارچوب شناسايي داده‌محور مبتني بر شبكه عصبي بازگشتي ارائه شده است كه در آن از مكانيزم‌هاي توجه مختلف به‌منظور بهبود عملكرد مدل استفاده مي‌شود. در اين پژوهش، شبكه‌هاي عصبي بازگشتي پايه با ساختارها و عمق‌هاي متفاوت مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته‌اند تا يك ساختار مرجع با توازن مناسب ميان دقت و پيچيدگي محاسباتي انتخاب شود. سپس، مكانيزم‌هاي توجه مختلف بر روي ساختار منتخب پياده‌سازي شده و عملكرد آن‌ها از جنبه‌هاي گوناگون مورد ارزيابي قرار گرفته است. ارزيابي مدل‌ها با استفاده از معيارهاي مختلف خطا و دقت، امكان تحليل جامع‌تري از رفتار مدل‌ها از نظر دقت شناسايي، پايداري پيش‌بيني و مقاومت در برابر نويز فراهم كرده است. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه به‌كارگيري مكانيزم توجه، ضمن بهبود قابل‌توجه دقت شناسايي و كاهش خطاي مدل نسبت به ساختارهاي بازگشتي متداول، موجب افزايش تفسيرپذيري سيستم نيز مي‌شود؛ به‌گونه‌اي كه سهم گام‌هاي زماني مختلف در فرايند تصميم‌گيري مدل قابل‌تحليل و تبيين است. اين ويژگي، روش پيشنهادي را به گزينه‌اي مناسب براي شناسايي سيستم‌هاي صنعتي پيچيده مبتني بر داده تبديل مي‌كند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/11
  • عنوان به انگليسي
    Process Identification of a Distillation Column Using an Attention-Based Recurrent Neural Network
  • تاريخ بهره برداري
    1/24/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سيدمحمد قوامي

  • چكيده به لاتين
    System identification is one of the fundamental challenges in the analysis an‎d modeling of complex industrial processes, as achieving accurate identification plays a key role in controller design, process monitoring, performance optimization, an‎d reliable decision-making in industrial operation. In this thesis, the distillation column process is selec‎ted as the case study for system identification, as it represents one of the most complex an‎d widely used industrial processes due to its highly dynamic behavior an‎d strong interactions among process variables. Considering the limitations of classical identification methods, as well as the challenges associated with conventional recurrent neural networks such as high parameter complexity an‎d limited interpretability a data-driven identification framework based on recurrent neural networks is proposed. In this framework, different attention mechanisms are incorporated to improve the overall performance of the model. In this study, baseline recurrent neural network architectures with varying structures an‎d depths are systematically analyzed an‎d compared in order to selec‎t a reference structure that provides an appropriate balance between identification accuracy an‎d computational complexity. Subsequently, different attention mechanisms are implemented on the selec‎ted architecture, an‎d their performance is eva‎luated from multiple perspectives. Model eva‎luation using various accuracy an‎d error metrics enables a comprehensive analysis of identification precision, prediction stability, an‎d robustness against noise. Simulation results demonstrate that incorporating attention mechanisms significantly improves identification accuracy an‎d reduces modeling error compared to conventional recurrent architectures, while simultaneously enhancing model interpretability. Specifically, the contribution of different historical time steps in the model’s decision-making process can be analyzed an‎d interpreted. These characteristics make the proposed approach a suitable an‎d effective solution for data-driven identification of complex industrial systems.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شناسايي سيستم , شبكه عصبي بازگشتي , فرايند برج تقطير , مكانيزم توجه
  • كليدواژه هاي لاتين
    system identification , recurrent neural network , distillation column process , attention mechanism
  • Author
    Seyed Mohammad Ghavami
  • SuperVisor
    Dr.Seyed Majid Esmailzadeh