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《工业高级过程控制》论文 题 目：软测量方法及其发展应用 院 （系）： 研究生院 专 业： 仪器科学与技术 学生姓名： 周光达 学 号： 122081823 时 间： 2013年1月 5 日 成绩 评语 软测量 周光达 （桂林电子科技大学 研究生院，广西 桂林 541004） 摘要: 采用软测量技术，可工业标准计算机平台将不同仪表混合连接，使用集成化、标准化虚拟仪器仪表软件集成在一个系统中，应用系统工程的方法进行优化，使之以最优的性价比满足应用系统的性能要求。软测量技术的应用将会极大限度地降低工业过程检测和控制系统的成本，提高系统控制性能指标，为工业过程检测和控制系统的发展提供必要的技术条件。 软测量虚拟仪器数学模型　Soft Sensing Techniques And Its Application Zhou Guangda ( Graduate School of Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004,China ) Abstract: It can make Industry Standard Computer Platforms connect with different instruments by using Soft Sensing Technology. For realizing performance requirments at a low performance price ratio, it make integrated and standard Virtual Instruments gathered in one system. It will limitedly reduce the cost of control systerm and raise performance index of control systerm by using Soft Sensing Technology. Keywords: Soft sensing Techniques; Virtual Instruments; Mathematic model 1引言 当今工业界对过程控制系统的要求越来越高，不仅希望控制指标能保持平稳或快速跟踪，而且常常希望控制指标能够以一定方式显示出来。然而对许多工业过程来说，一些重要的输出变量目前还很难通过传感器得到，如精馏塔的产品浓度。 软测量技术的理论根源是基于软仪表的推断控制。推断控制的基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量，通过构造推断估计器来估计并克服扰动和测量噪声对主导变量的影响。软测量技术体现了估计器的特点。估计器的设计是根据某种最优准则，选择一种即与主导变量有密切联系又容易测量的辅助变量，通过构造某种数学关系，实现对主导变量的在线估计。软测量技术除了能“测量”主导变量，还可以对一些反映过程特性的工艺参数如精馏塔的塔板效率和反应器的催化剂活性等做出估计。所以它已成为自动监测和过程优化的有力工具。近年来，在软测量方面国内外有大量的研究，Thomas?J.McAvoy更是将Soft?Sensor列为几大研究之首，因为软测量方法涉及到自动控制的许多重要领域,如:过程建模、系统辨识、数据处理等等。总的说来，软测量方法的研究经历了从线性到非线性,从静态到动态，从无校正功能到有校正功能的发展过程。2控制方法概述 2. 1软测量技术的应用条件 软测量技术主要由4个相关要素组成：(1) 中间辅助变量的选择；(2) 数据处理；(3) 软测量模型的建立；(4) 软测量模型的在线校正。其中 (3) 是软测量技术最重要的组成部分。 2.1.1中间辅助变量的选择 从间接质量指标出发进行中间辅助变量类型的选择，即应选择那些对被估变量的输出具有较大影响且变化较大的中间辅助变量，从工艺上分析，这些中间辅助变量对估计值的影响不能被忽略；根据系统的机理和需要确定中间辅助变量的数量，应该根据软测量采用的系统建模方法及其机理，结合具体过程进行分析；采用奇异值分解或工业控制仿真软件等方法进行检测点的选取，在使用软测量技术时，检测位置对模型的动态特性有一定影响。因此，对输入中间辅助变量各个检测点的检测方法、位置和仪表精确度等需有一定要求。?2.1.2数据处理 数据预处理：由于工业现场采集的数据具有一定随机性，数据预处理主要