第六章软测量技术课件.pptVIP

第六章软 测 量 技 术  主要内容 一、软测量技术的意义 二、软测量技术的内容 三、软测量技术的建模 四、软测量技术应用实例 一、软测量技术的意义 一、软测量技术的意义 二、软测量技术的内容 二、软测量技术的内容 二、软测量技术的内容 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 在石化生产中，分子筛料是蒸馏生产的重要中间产品，是后续生产装置—分子筛的生产原料。 (1) 筛料干点测量 干点是分子筛料的重要产品质量指标，对分子筛料装置的生产有很大影响，按工艺要求应控制在290~300℃之间。然而，由于多种因素的影响，分子筛料的干点波动很大，致使1/3的产品因干点超差而不合格。测量干点不仅对分析指导生产有重要意义，也是控制干点使其达到工艺要求的先决条件。干点属于化工品的质量参数，目前无法在线连续检测，软测量是唯一可行的技术措施。 四、软测量技术应用实例 四、软测量技术应用实例 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 常压塔 四、软测量技术应用实例 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 (2) 辅助变量选择 根据生产工艺机理分析和经验总结，可以初定影响分子筛料干点的主要可测量辅助变量有13个。将分子筛料干点y与辅助变量之间的相关关系写成如下形式： (3) 回归分析建模 四、软测量技术应用实例 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 按回归方法建模需要大量的有效数据。辅助变量的历史数据由DCS系统记录，筛料干点的化验分析每4个小时完成一次。按照化验分析的采样时刻提取DCS系统的记录，可获得主导变量与辅助变量对应的一组组数据。进行数据处理，剔除个别坏的数据，可获得n组有效数据。 按多元线性回归建模，则主导变量与辅助变量的数学关系式应为: 求解、确定参数bi，就可确定回归模型。 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 四、软测量技术应用实例 (3) 回归分析建模 四、软测量技术应用实例 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 (3) 回归分析建模 但实际问题表现出较强的非线性，分析后决定在线性回归的基础上引入三项非线性项，以提高模型的精度。令 并删除一些辅助变量，可得实际的非线性回归模型式为 经过复杂的非线性回归处理，确定筛料干点软测量模型为: 四、软测量技术应用实例 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 (3) 回归分析建模 非线性回归模型有较好的拟合效果，再用70组数据比较拟合的均方误差MSE=2.0257，如下图所示。 四、软测量技术应用实例 (3) 回归分析建模 2 ．软测量在常压塔筛料干点测量中的应用 谢 谢 ！ * * 许多被控对象属于复杂系统，具有非线性、时变性、不确定性等复杂特性，很难建模，许多人开始研究大规模复杂系统的性质、优化和控制问题，使复杂系统研究成为控制技术发展的一个重要领域。 为了使生产或实验达到某工艺设计要求，常要求对一些生化参数进行控制，例如对啤酒发酵时的糖度进行控制，对谷氨酸发酵过程中的浅糖浓度进行控制等等。这时，有没有自动检测这些生化参数的仪表就成了能否构成自动控制系统的关键。 成份量和生化量的在线自动检测问题吸引了很多人投入研究与开发，成为测量技术与控制技术发展的一个重要交叉领域。 血脂生化检测仪 解决成分量、生化量在线自动检测问题有两种方法。 (1) 研发一种有单独传感器和仪表电路（包括微机）等硬件及响应软件，具有很好选择性（对被测量敏感，对其它量不敏感）的在线检测仪表。这是一种传统的方法，需要花很长的时间研究测量机理，开发材料、结构、硬件和软件，还要下很大的功夫去试验、修改与标定。 (2) 充分利用其它测量仪表已获得的工艺参数，再增加一些容易获取的参数，按照这些参数与被测变量之间存在的关系（模型），通过计算估计推断被测变量。这就是方兴未艾的软测量方法，曾被国际著名控制专T.J.McacVoy列为未来控制领域需要研究的几大方向之一。也被一些人们称为一种智能技术。 对难测量或暂时不能用单独的仪表进行测量的被测变量(主导变量)，选一些容易测量的变量(二次变量或辅助变量)，构成辅助变量与被测变量之间的数学关系，用数据处理软件代替单独的仪表这种硬件，通过推算确定被测变量。 软测量思想早在复合测量上就有所体现，例如用差压法测量气体质量流量。人们通过研究找到了差压、气体压力、气体温度和气体质量流量之间的数学关系： 将差压、气体压力和气体温度三个容易测量的变量作为辅助变量进行测量，然后按数学关系便可计算确定气体质量流量。 气体质量流量计 由于可直接用现有的仪表获取辅助变量，则不再需要研发专用仪表，投入少，周期短，维护简单