软测量技术1

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1、课程设计（论文）设计（论文）题目：软测量技术及其应用名宋洋洋学院（系）机电系专业过程装备与控制工程年级0941班指导教师解丽华2012年6月1H软测量技术及其应用学院：生物与化学工程学院机电系专业班级：过程装备与控制工程0941班姓名：宋洋洋200921020114摘要本文对软测量进行简要的阐述，并介绍了5种常用的软测量的方法以及影响软测量性能的因素。详细介绍了基于人工神经网络的软测量方法，最后列举了工业应用实例，并对对这项技术未来的研究和发展趋势作了展望。关键i司：软测量，神经网络，工业应用。Soft-sensingTechniqueandItsApplicationAbstractTh

2、ispaperbrieflyexpoundstheSoft-sensortechnology,andintroducesfivekindsofmethodsofSoft-sensortechnologycommonlyusedandthefactorsaffectedtheSoft-sensortechnologyperformance・IntroduceSoft-sensortechnologybasedonArtificialneuralnetworkespecially,andfinallylisttheindustrialapplicationexamples.Thistechno

3、logyofthefutureresearchanddevelopmenttrendarediscussed.Keywords：Soft-sensortechnology,ArtificialNeuralNetworks,Application.引言一般解决工业过程的测量问题有两条途径：一是沿袭传统的检测技术发展思路，通过研制新型的过程测量仪表，以硬件形式实现过程参数的直接在线测量；另一种就是采用间接测量的思路，利用易于获取的其它测量信息，通过计算来实现对被测变量的估计。近年来在过程控制和检测领域涌现岀的一种新技术一一欺测量技术就是这一思想的集中体现。软测量的基本思想是把自动控制理论与生产

4、过程知识有机结合起来，应用计算机技术，针对难于测量或暂时不能测量的重要变量（或称Z为主导变量），选择另外一些容易测量的变量（或称之为辅助变量），通过构成某种数学关系来推断和估计，以软件来代替硬件（传感器）功能。这类方法响应迅速，能够连续给出主导变量信息，H具有投资低、维护保养简单等优点。近年来，国内外对软测量技术进行了大量的研究。著名国际过程控制专家McaVoy教授将软测量技术列为未来控制领域需要研究的几大方向乞一，具有广阔的应用前景。目录摘要I引言II第一章软测量技术简介11.1软测量技术基本原理11.2软测量技术分类1第二章软测量建模22」基于过程机理分析的软测量22.2基于回归分析的

5、软测量建模22.3基于人工神经网络的软件测量方法2231神经网络22.3.2BP神经网络模型32.4基于模糊数学的软测量建模42.5基于模式识别的软测量建模4第三章目前存在的问题5第四章工业应用实例6第五章研究方向与展望8结束语9致谢10参考文献11第一章软测量技术简介1.1软测量技术基本原理软测量技术在工业过程中主要应用于实时估计、故障冗余、智能校正和多路复用等方面。它依据对可测易测过程变量（称为辅助变量，如压力、温度等）与难以直接测量的待测过程变量（称为主导变量，如产品分布、物料成分）Z间的数学关系的认识，采用各种计算方法，用软件实现待测变量的测量或估计。目前，利用计算机系统，由过程实

6、测变量计算出不可测变量，是解决现在问题的主要途径。其发展已有几十年的历史，在实际牛产中也有了一些应用。这里，可用图一简略地描述其结构。其中，U、V分别为被研究过程的可测控制输入和可测干扰输入；x、y为可测参数变量（即辅助变量）和被控过程的输岀变量。1.2软测量技术分类软测量模型是软测量技术的核心，软测量技术的分类-•般都是依据软测量模型的建立方法。建模的方法多种多样，且各种方法互有交叉，目前又有相互融合的趋势，因此很难有妥当而全面的分类方法。通常将软测量技术分为基于机理的建模方法、回归分析法、状态估计法、模式识别法、人工神经网络、模糊数学。第二章软测量建模2.1基于过程机理分析的软测量[1

7、]基于工艺机理分析的软测量主要是运用化学反应动力学、物料平衡、能量平衡等原理,通过对过程对象的机理分析，找出不可测主导变量与可测辅助变量之间的关系(建立机理模型)，从而实现某一参数的软测量。对于工艺机理较为清楚的工艺过程，该方法能构造岀性能较好的软仪表。在全面深刻了解某类过程的工艺机理后，就可以根据有关的工艺机理列写有关平衡方程式，确定不可测主导变量和可测二次变量的数学关系，建立估计主导变量的机理模型。该方法所建立的模型