基于SVM的軟測量建模方法研究及其在聚丙烯熔融指數(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、軟測量是一門有著廣闊發(fā)展前景的新興工業(yè)技術(shù)。本文以中石油華北石化分公司聚丙烯裝置為研究對(duì)象，對(duì)聚丙烯的主要質(zhì)量指標(biāo)——熔融指數(shù)進(jìn)行了軟測量研究。 首先通過分析丙烯聚合機(jī)理，并結(jié)合現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗(yàn)選擇軟測量的輔助變量；采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)離群點(diǎn)和含有隨即誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在聚丙烯生產(chǎn)過程中，由于產(chǎn)品牌號(hào)切換較為頻繁，且牌號(hào)之間某些過程變量變化幅度較大，所以在對(duì)軟測量建模數(shù)據(jù)的時(shí)序匹配中，提出利用多次牌號(hào)切換過程

2、來確定過程數(shù)據(jù)與化驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的滯后時(shí)間。 通過分析和研究現(xiàn)場采集的熔融指數(shù)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在部分特異點(diǎn)。這些特異點(diǎn)在建模數(shù)據(jù)中占的比例較小，不能代表生產(chǎn)過程的大多數(shù)情況，同時(shí)由于這類點(diǎn)中包含著生產(chǎn)過程的重要信息，所以不能簡單地將其從建模數(shù)據(jù)中剔除出去。針對(duì)這種情況，本文在軟測量建模方面提出聚類加權(quán)支持向量機(jī)方法，該方法能夠更加合理地處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)中存在的特異點(diǎn)。通過對(duì)建模數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析和加權(quán)處理，既能使軟測量模型中包含更多的生

3、產(chǎn)過程信息，同時(shí)又能減小特異點(diǎn)對(duì)模型的影響程度，從而提高模型的魯棒性和泛化能力。非線性函數(shù)和CSTR軟測量的仿真和催化裂化粗汽油干點(diǎn)的軟測量實(shí)例都表明聚類加權(quán)支持向量機(jī)在建模方面的有效性。另外，針對(duì)支持向量機(jī)在在線辨識(shí)等領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)存在訓(xùn)練時(shí)間長，求解速度慢的問題，結(jié)合支持向量機(jī)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，提出基于正定二次規(guī)劃起作用約束集的可行解構(gòu)造法。該方法根據(jù)新引入樣本和樣本集合的特點(diǎn)來構(gòu)造支持向量機(jī)問題的初始可行解，通過構(gòu)造初始可行解，

4、能夠提高支持向量機(jī)的求解速度，在一定程度上解決了支持向量機(jī)學(xué)習(xí)時(shí)求解速度慢的問題。同時(shí)，對(duì)于聚類加權(quán)支持向量機(jī)的在線學(xué)習(xí)問題，結(jié)合可行解構(gòu)造法，給出兩種不同的聚類加權(quán)方法，并對(duì)兩種方法進(jìn)行分析和比較。在CSTR中的應(yīng)用結(jié)果表明，可行解構(gòu)造法在一定程度上能加快支持向量機(jī)的訓(xùn)練速度。 最后，針對(duì)Spheripol雙環(huán)管聚合工藝，將聚類加權(quán)支持向量機(jī)方法應(yīng)用于熔融指數(shù)的軟測量建模中。結(jié)果表明：在建模的精度和模型魯棒性方面，聚類加權(quán)支持