基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測量.pdf

1、跨西斜技大學論文題目：基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測量學科門類：工學一級學科：控制科學與工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學院碩士生：吳神導(dǎo)師：周強教授2016年6月基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測量摘要紙漿流量和紙漿濃度是造紙生產(chǎn)線上被檢測最頻繁的兩個物理量。紙漿流量與濃度的實時精確測量，對于改善洗漿、流送的生產(chǎn)效果，提高工作效率、節(jié)約生產(chǎn)成本等都相當重要。目前測量紙漿流量使用最頻繁的電磁流量計價格較高，且核心技術(shù)仍處于保密階段。

2、紙漿濃度信號中由于噪聲的存在導(dǎo)致其測量精度也不高，且通過進一步研究發(fā)現(xiàn)，其中的噪聲信號隱含著紙漿流速信息。為此本文提出一種對紙漿濃度噪聲信號稀疏分解、稀疏原子進行尺度分析和稀疏表示的方法，實現(xiàn)利用紙漿濃度傳感器測量紙漿流量和提高紙漿濃度測量精度。本文所做的主要工作可分述如下：(1)研究紙漿濃度信號的具體成分及其對應(yīng)性質(zhì)。通過研究紙漿纖維的具體存在形式以及力學式濃度傳感器的測量原理，得出紙漿濃度信號的組成成分。對其成分進行分離和逐一分析，

3、證明了固有噪聲信號不同于其他成分的多種性質(zhì)，如多普勒效應(yīng)、尺度特性等，為后續(xù)工作提供理論支撐。(2)研究基于稀疏分解測量紙漿流量的方法。該方法根據(jù)紙漿濃度固有噪聲信號的特性，建立具有尺度特性的過完備原子庫來對固有噪聲進行稀疏表示。通過標定得到紙漿流速的計算公式，進而得到紙漿流量。此外還證明了借助濃度傳感器測量紙漿流量方法的可行性。(3)研究基于稀疏分解測量高精度紙漿濃度的技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)量測噪聲信號的特點，通過建立不具有尺度特性的原子庫

4、來對量測噪聲進行稀疏表示。從紙漿濃度信號中將稀疏表示的固有噪聲和量測噪聲分離出去，并利用紙漿流速值對紙漿濃度進行速度補償，最終得到精度較高的紙漿濃度值。(4)紙漿濃度流量一體化測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過硬件的設(shè)計和軟件的開發(fā)，在DSP上實現(xiàn)了利用紙漿濃度信號測量紙漿流量值與高精度紙漿濃度值的一體化測量技術(shù)。通過以上研究工作，有望借助紙漿濃度傳感器測量得到紙漿流量值并進一步提高紙漿濃度精度。在保證測量精度與實時性的前提下，可以極大地降低系