軟測量建模方法研究與應(yīng)用.pdf

1、軟測量技術(shù)是當(dāng)前過程控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。本論文以實(shí)際工業(yè)過程為背景，探討了軟測量建模技術(shù)若干問題及解決方法。主要研究工作如下：
　　 1．雖然目前存在著多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)軟測量建模技術(shù)，這些方法針對其文獻(xiàn)中的應(yīng)用案例建模效果良好，但在更廣泛的工程應(yīng)用中被發(fā)現(xiàn)有著各自的不足，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模技術(shù)的應(yīng)用效果取決于該技術(shù)的假設(shè)是否符合對象的實(shí)際特性，即是否符合該對象的學(xué)習(xí)樣本集所蘊(yùn)含的信息特性，如噪聲水平、非線性程度、采樣的離散程度

2、、工況點(diǎn)數(shù)量、數(shù)據(jù)波動(dòng)程度等特性。本文將通過幾組實(shí)際的工業(yè)對象數(shù)據(jù)，研究不同樣本特性對各種常用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)軟測量建模技術(shù)的影響并分析其原因，得到一系列規(guī)律性結(jié)論，可用于指導(dǎo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)軟測量建模技術(shù)的應(yīng)用。
　　 2．針對連續(xù)流程工業(yè)軟測量對象普遍存在多工況點(diǎn)的特性，提出了一種基于仿射傳播聚類、高斯過程和貝葉斯決策的多模型軟測量建模方法。該方法通過仿射傳播聚類將學(xué)習(xí)樣本按照工況點(diǎn)進(jìn)行聚類，利用高斯過程對每個(gè)子聚類建立軟測量子模型，最后通

3、過貝葉斯決策方法實(shí)現(xiàn)模型的聯(lián)合估計(jì)概率化輸出。該建模方法在硫回收過程在線質(zhì)量監(jiān)控中取得了良好的應(yīng)用效果。
　　 3．自適應(yīng)觀測器可以對未知狀態(tài)和未知參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，是軟測量建模的一種新方法。針對目前的線性自適應(yīng)觀測器沒有考慮狀態(tài)方程和輸出方程同時(shí)含有未知參數(shù)的情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)全局收斂的自適應(yīng)觀測器，并構(gòu)造了其帶有指數(shù)遺忘因子的形式來提高其抗干擾能力。數(shù)值仿真結(jié)果表明該自適應(yīng)觀測器具有快速收斂、抗干擾等期望的性能。
　　

4、 4．基于高增益觀測器和自適應(yīng)觀測器理論，針對狀態(tài)方程和輸出方程同時(shí)含有待估計(jì)參數(shù)的一類非線性系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種全局收斂的自適應(yīng)觀測器。仿真表明，該自適應(yīng)觀測器可以快速跟蹤未知參數(shù)的變化。
　　 5．針對汽車慢主動(dòng)懸架系統(tǒng)在經(jīng)過長時(shí)間使用后，主要零件容易老化的問題，將零件的老化程度作為狀態(tài)方程中的待估計(jì)參數(shù)，建立全車懸架系統(tǒng)的狀態(tài)方程，設(shè)計(jì)自適應(yīng)觀測器以實(shí)現(xiàn)零件老化系數(shù)的實(shí)時(shí)評估。數(shù)值仿真表明，該自適應(yīng)觀測器能夠迅速估計(jì)零件的老化