基于频域特征提取与信息融合的磨机负荷软测量

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1、万方数据第3l卷第10期2010年10月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．3lNo．10Oct．2010基于频域特征提取与信息融合的磨机负荷软测量木汤健1，郑秀萍2，赵立杰”，岳恒2，柴天佑1，2(1东北大学流程1二业综合自动化教育部重点实验室沈阳110189；2东北大学自动化研究中心沈阳110189；3沈阳化工大学信息工程学院沈阳110142)摘要：提出了基于频域特征提取与多传感器信息融合的磨机负荷(MT．)软测量新方法。针对磨矿过程主

2、要依靠人工经验定性判断ML状态，难以定苗检测ML参数的现状，通过融合磨机简体振动、振声及驱动电机电流信号，建立了以料球比、矿浆浓度、充填率为输j{{的ML软测量模型。该方法首先采用快速傅罩叶变换(FFT)将时域振动及振声信号转换为频谱变量，再对频谱变量通过主元分析(PCA)进行谱特征提取，然后采用径向摹函数(RBF)变换生成的激活矩阵实现谱特征的非线性映射，最后采用偏最dxz乘(PLS)算法建立以谱特征、激活矩阵、电流信号为输入的回归模型，从而有效克服r多传感器信息之间及RBF变换引起的多重共线

3、性等问题。实验表明，该方法能够较准确地检测ML参数，融合多传感器的软测量方法具有更好的预测效果。关键词：磨机负荷；频谱数据；特征提取；径向基函数；偏最小二乘；信息融合中图分类号：TP274文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．8060SoftsensingofmillloadbasedonfrequencydomainfeatureextractionandinformationfusionTangJianl，ZhengXiupin92，ZhaoLijiel”，YueHen92，ChaiT

4、ianyoul·2(j研LaboratoryofIntegratedAutomationforProcessIndustry，Min括tryofEducation，Shenyang110189，China；2ResearchCenterofAutomation，NortheasternUniversity，Shenyang110189，China；3CollegeofInformationEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnology，She

5、nyang110142，China)Abstract：Anovelapproachbasedonfrequencydomainfeatureextractionandmulti—sensorinformationfusionforsoftsensingofmillload(ML)isproposed．Aimingattheproblemthatthestateofmillloadismainlyqualitativelyesti—matedbytheexperienceofoperatorsan

6、dtheMLparameterscannotbequantitativelymonitoredingrindingprocess，asoftsensormodeloftheMLparameters(materialtoballvolumeratio，pulpdensityandchargevolumeratio)isbuiltbasedonfusingthemillshellvibration，acousticsignalanddrivermotorelectricsignal．Inthisap

7、proach，fastFouriertransform"(FFT)isfirstusedtotransformthevibrationandacousticsignalsintimedomainintofrequencyspectralvariables，thenthespectralfeaturesofthefrequencyspectralvariablesareextractedusingprincipalcompo-nentanalysis(PCA)；themappingofthespe

8、ctralfeaturesinnonlinearspaceisrealizewiththeactivematrixgenera-tedfromradicalbasisfunction(RBF)transformation．Atlast，partialleastsquares(PLS)algorithmisusedtoes—tablisharegressivemodelwhoseinputsarespectralfeatures，activematrixanddrivermotorelectric