基于CART-LSSVM的球磨机料位软测量方法研究.pdf

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1、乖6苍y划传感技术学报V0lI28No．92015年9月CHINESEJOURNALOFSENS0RSANDACTUATORSSept．2015SoftSensorforBallMillFillLevelBasedonCART．LSSVMModelZHANGXing，LIWei，YANGaowei1．,PANGYusong(1．CollegeofInformationEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．CollegeofMechanical，MaritimeandMaterialsEngineering

2、，DeUniversityofTechnology，Oelft，Holland)Abstract：Ballmillisahighenergyconsumptionequipmentusedinelectricity，grindingandmetallurgicalindus-tries．AccuratemeasurementofitsnUlevel(FL)canimproveoperationalefficiencyandsafetyperformance．Howev．er，Thereal—timemeasurementofFLisdifficulttorealize。andthecompon

3、entsofbearingvibrationofballmillarecomplexandredundant．Aimingattheseproblems，anewsoftsensorapproachofFLbasedonClassificationandRe-gressionTree(CART)andLeastSquaresSupportVectorMachine(LSSVM)isproposed．Firstly，thePowerSpectrumdensity(PSD)ofbeatingvibrationisobtainedbywelchmethod，essentialfeaturesarea

4、chievedbypartitionsubse—quently．Secondly，thesefeaturesareadoptedtobuildCART，andbranchnodesofthebestmodelisselectedasfea—tures．Finally，theLSSVMareusedtoimplementthenon—linearmappingbetweenfeaturesandFL．Thecomparativeexperimentsverifiesthatthismodelisfeasibleandpracticalwithhighpredictionaccuracy．Keyw

5、ords：ballmillfilllevel；softsensor；featureselection；classificationandregressiontree；leastsquaressupportvectormachine；vibrationsignalEEACC：7230doi：10．39690．issn．1004-1699．2015．O9．016基于CART．LSSVM的球磨机料位软测量方法研究张兴，李伟，阎高伟，庞宇松(1．太原理工大学信息工程学院，太原0300242．荷兰代尔夫特理工大学机械海运与材料工程学院，荷兰)摘要：球磨机是用于电力、磨矿和冶金等行业的高能耗设备，准确测量

6、其滚筒料位能够提高运行效率和安全性能。针对其滚筒内料位难以实时检测，球磨机的轴承振动信号中存在较多的冗余特征，提出了一种基于分类回归树和最小二乘支持向量机的软测量方法，首先用Welch法获得振动信号的功率谱密度，并分割得到基本特征，然后建立分类回归树模型，根据最优树模型的分支节点进行特征选择，最后利用最小二乘支持向量机实现特征变量与料位间的非线性映射。通过实验结果的对比分析，验证了该模型的有效性和实用性，以及良好的预测精度。关键词：球磨机料位；软测量；特征选择；分类回归树；最小二乘支持向量机；振动信号中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1004—1699(2O15)09—1361—06

7、滚筒式球磨机是一种用于磨矿及制粉工业等行在最佳状态。过程的主要设备，其工作过程是涉及破碎力学、机近年来，科研技术人员针对该问题提出了很多械振动与噪声学等多个学科的复杂过程，简体振动解决方法，其中以软测量方法为主要代表，其模型信号存在冗余性和互补性]，且由于其封闭旋转运的基本结构为特征降维方法结合机器学习方法。行的工作特性，球磨机料位参数与简体振动信号的文献[2]采用主成分分析b方法(Ptincip