一种自确认软测量方法的研究与应用.pdf

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1、第53卷第4期中山大学学报(自然科学版)V01．53No．42014年7月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENIJu1．2014一种自确认软测量方法的研究与应用肖红军，刘乙奇，伍俊(1．佛山科学技术学院机械与电气工程学院，广东佛山528000；2．华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州510640)摘要：软测量技术在过程工业中得到了广泛应用于代替或部分代替仪表的功能进行监控。但是，长期困扰软测量应用的是其鲁棒性问题。因此，提出了新型的软测量模型即自确认软测量模型。利用主元分析

2、对输入传感器数据进行了在线校验和故障重构，不仅能确保了输入传感器(辅助变量传感器)数据的可靠性。同时，利用一定的状态参数来指示当前输入传感器的状态。此外，通过输出方差和归纳区间估计两种方法对软测量输出的不确定性进行了描述。模型的输出将不是单个预测值的输出，而是同时输出五种信息：带概率区间的输出、模型的状态(故障状态，重构状态和迷失状态等等)、不确定性、故障信息和校验输出值，并对发生故障的输入传感器进行数据重构和修复以达到模型自校验和自诊断的目的。所提出方法在污水处理过程中得到了有效应用。关键词：自确认；软测量；主元分析；递归偏最小二乘中

3、图分类号：TP302．1文献标志码：A文章编号：0529—6579(2014)04—0045—07ResearchandApplicationonaNovelSelf-validatingSoftSensorXIAOHongjun，LIUYiqi，WUJun(1．Mechanicalandelectricengineeringcollege，FoshanUniversity，Foshan528000，China；2．SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityo

4、fTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Asoftsensoriswidelyusedasaalternativeforprocessmonitoring，butrobustproblemspre—vailinginsoftsensorapplicationhinderitsfurtherusage．Anovelsoftsensorsuchasself-validatingsoftsensorisproposed，whichnotonlydealswithinputdataonlinecal

5、ibrationandfaultreconstructionprob—lems，butalsofurtherensuresthereliabilityofinputdatabyperformingPrincipalComponentAnalysis(PCA)analysis．Inaddition，uncertaintiesarecharacterizedbyoutputvarianceandinductiveconfidencepredictor(ICP)．Theoutputwithuncertainties，modelstatuses

6、uncertainties，faultymessagesandvalida—tedoutputareimplementedforensuringproperfaultreconstructionandmodelcalibration．Theeffective-nesswasprovedinawastewatertreatmentprocess．Keywords：self-validating；softsensor；principalcomponentanalysis(PCA)；recursivepartialleastsquares(R

7、PLS)在过程控制中，常规仪表常常会遇到购买及维量是依据可测或易测变量(辅助变量)建立模型护费用过高，延迟过大甚至工作条件过于恶劣等问对难以直接测量变量(主导变量)进行测量和估题，因此，软测量技术广泛应用于代替或部分代替计的方法。但是，软测量是通过输入传感器的仪表的功能以达到系统进行监控的目的卜。软测输入变量和模型进行预测的，如果某一个传感器发收稿日期：2014—01—20基金项目：广东省科技计划资助项目(2011B010100015)；佛山市科技发展专项基金资助项目(2012AA100651)作者简介：肖红军(1979年生)，男；研究

8、方向：自动检测装置、电力电子；通讯作者：刘乙奇；E-mail：aulyq@scut．edu．an中山大学学报(自然科学版)第53卷生故障，将直接导致软测量预测的偏离甚至失效。预测和残差向量的关系如下：因此，