三元溶液参数估计方法研究

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1、国内图书分类号：TM930.1 国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文三元溶液参数估计方法研究硕士研究生：刘剑导师：魏国副教授申请学位：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM930.1 U.D.C.:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONAPPROACHESFORESTIMATIONOFTERNARYSOLUTIONPHYSICALPARAMETERSCandidate:L

2、iuJianSupervisor:AssociateProf.WeiGuoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InstrumentationScienceandTechnologyAffiliation:Dept.ofAutomaticTestingandControlDateofDefense:July,2007Degree-Conferring-Institute:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要作为传感技术发展的一个重要方向，

3、多功能敏感技术逐步被应用于实际工业过程。多功能敏感技术由多功能传感器及其信号重构两部分组成，多功能传感器能够同时敏感多参数，信号重构是基于多功能传感器输出的被测量重构。实际工业过程中，要实现某些重要参数的在线检测，信号重构非常关键。本文以食品工程中渗透脱水过程所使用的三元溶液（氯化钠和蔗糖的混合水溶液）为对象，研究多功能三元溶液浓度传感器信号重构，实现三元溶液参数（浓度、密度和粘度）估计，为参数的在线检测做准备。本文先后提出三种重构方法用于实现三元溶液参数估计，包括B样条最小二乘（B-SplineLS）、最小二乘支持向量机（LS-SVM）以及自适应神经模糊推

4、理系统（ANFIS）。深入研究了各种方法的数学原理，详细介绍了各种方法实现三元溶液参数估计的过程，对参数估计结果作了详细分析和比对。高维B样条以其独特的构造特点，理论和实践都表明B-SplineLS适合处理规则网格分布数据，而在处理散乱数据方面能力较差。三元溶液浓度重构是四维空间中散乱数据处理问题，LS-SVM弥补了B-SplineLS的缺陷，以较高精度实现了溶液浓度的重构。但在数据较多的情形下，由于失去了稀疏性，LS-SVM结构变得复杂，ANFIS很好地解决了这个问题，并且仍然能够以较高精度实现溶液浓度的重构。在研究ANFIS过程中，作者充分利用减法聚类与

5、模糊c均值聚类的特点，将两者结合实现ANFIS的结构辨识，取得很好的效果。本文的研究为三元溶液参数的在线检测提供了依据，为多功能传感技术的应用奠定了一定的理论基础。关键词三元溶液；多功能传感器；B样条最小二乘；最小二乘支持向量机；自适应神经模糊推理系统-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsoneofdevelopingstrategiesofsensingtechnology,multifunctionalsensingtechnologyhasbeengraduallyemployedinrealindustries.Multifunct

6、ionalsensingtechnologyconsistsoftwoaspectswhicharemultifunctionalsensoranditssignalreconstruction.Multifunctionalsensorsimultaneouslycansenseseveralparametersand,signalreconstructionrealizemeasurandsreconstructionbasedonoutputsofthatsensor.Inrealindustries,signalreconstructionisver

7、yimportanttorealizedetectingsomesignificantparametersonline.Focusonternarysolution(mixtureliquidofsodiumchlorideandsucrose)usedinosmoticdehydrationprocessinfoodengineering,thisdissertationstudiesonsignalreconstructionofmultifunctionalsensorforsensingconcentrationsofternarysolutiont

8、orealizeestimationofparame