第七章 软测量建模.pdf

第七章 软测量 §7.1 软测量的概念 §7.2 基于工艺机理分析的软测量建模 §7.3 基于回归分析的软测量建模 §7.4 基于状态估计的软测量建模 §7.5 基于人工神经网络的软测量建模 §7.6 基于回归支持向量机的软测量建模 §7.7 基于模糊数学的软测量建模 §7.8 其他方法 2017-4-1 1 §7.1 软测量的概念 7.1.1 软测量技术 软测量技术也称为软仪表技术(Soft-Sensor Technique) ，是利用容易测量的过程变量(即辅助变量， 如工业过程中易获取的压力、温度等过程参数)，并且依 据这些过程变量与难以直接测量的待测过程变量(即主导 变量，如煤气化炉的一氧化碳和氢气的含量浓度，化学反 应器的反应物浓度和反应速率)之间的数学关系，通过计 算与预测，从而达到对待测过程变量的测量。 2017-4-1 2 §7.1 软测量的概念 7.1.2 软测量技术基本原理 软测量技术主要包括软测量建模方法、软测量 工程化实施技术以及软测量模型校正技术。其中软 测量建模方法是软测量技术研究的核心课程，软测 y 量建模过程是选用不同的数学模型在实际的应用中 进行尝试并且不断改进的过程，一般软测量问题可 用图7.1来描述。 2017-4-1 3 §7.1 软测量的概念 主导变量y 不可测扰动d1 可测扰动d2 工  业 y 过 可测过程输入u 程 可测过程输出x 主导变量  软 测 量 估计值y 模 型 图7.1 软测量模型的基本结构 2017-4-1 4 §7.1 软测量的概念 7.1.3 软测量技术分类 软测量技术主要依据采用的软测量建模方法进行分类，软 测量建模方法主要有以下九种类型： ●机理分析 ●状态估计 ●经典回归分析 ●模式识别 ●人工神经网络 ●模糊数学 ●过程层析成像 ●相关分析 ●现代非线性信息处理技术 2017-4-1 5 §7.2 基于工艺机理分析的软测量建模 7.2.1 工艺机理分析 基于工艺机理分析的软测量建模主要是运用化学反应动力学、物 料平衡、能量平衡等原理，通过对过程对象的机理分析，找出不可测 主导变量与可测辅助变量之间的关系(建立机理模型)，从而实现对某 一参数的