基于RBFNN模型明胶浓度在线测量.pdf

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1、动控制系统与装置皇皇竺兰竺竺竺!竺AutomaticControISystems＆Equipmen基于RBFNN模型明胶浓度在线测量曹洁。王金荣(兰州理工大学电气工程与信息工程学院。甘肃兰州730050)摘要：为提高国内明胶企业检测明胶浓度效率，提出一种基于径向基函数人工神经网络(RBFNN)软测量多模型。选定时间、温度和比重作为辅助变量，用GK聚类算法对所采集的数据进行聚类，使用NeuroSolution软件中的RBF模块组成RBFNN，将所聚子类数据输入该模型进行训练，用与输入变量对应的子模型的输出作为系统最终输出。仿真

2、结果表明该建模方法均方根误差为0．000824，与相同辅助变量单RBFNN模型相比精度有了很大提高。关键词：明胶浓度；软测量；聚类；RBFNN；多模型[中图分类号]TP216+．1[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)05—0059—03TheOnlineMeasurementofGelatinConcentrationBasedOnRBFNNModelingCAOJie．WANGJin—rong(CollegeofElectricalEngineeringandInformationTechnology

3、，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Forimprovingthemeasurementeficiencyofthegelatinconcentration，thepaperpresentsasoftsensormulti—modelbasedonradialbasisfunctionneuralnetwork(RBFNN)．Itchosetimetemperatureanddensityasinstrumentalvariable

4、s．TheobtaineddataswereclusteredbyGKclusteringalgorithm．TheRBFNNhasbeenconstructedbytheRBFnetworkmoduleoftheNeuroSolutionsoftware．EachsubclassgatheredwasestablishedbyRBFNNmode1．Theoutputscorrespondinginputvariablesofthesubclasseswereasthethesystemmodelfinalone．Thesi

5、mulationresultshowsMSEis0．000824andtheaccuracyofthemulti—modelRBFNNishigherthanthesingleone．Keywords：gelatinconcentration；SoftSensor；clustering；radialbasisfunctionneuralnetwork(RBFNN)；multi-modelO引言技术建立合理模型在线测出明胶浓度。软测量技术的主要思想是采集生产过程中容易测量且与主明胶⋯是一种从动物的结缔或表皮组织中的胶原部分水解

6、导变量关系密切的辅助变量，通过构造数学模型，推导出主导变出来的蛋白质，主要应用于照相、食品、医药和工业等领域。在现量的过程。软测量建模步骤包括：辅助变量的选择、数据采集与代化明胶生产中，提胶工序进度的快慢控制了整个明胶生产的速处理、软测量模型的建立及在线校正四个环节。度，因此快速准确的测量出胶液浓度在生产中具有重要意义。通过对明胶工艺分析，本文采用时间、温度和比重作为软测国内明胶企业没有统一的原料供应渠道，并且大都采用人工量模型的辅助变量。温度从PLC上位机上每隔半小时读取一次定时采样、离线检测的方法测量胶液浓度，在采样过程

7、中容易污染并记录下相应的时间，用比重计测量同一时刻胶液比重值。同样本。相比之下国外明胶企业原料供应稳定，自动化水平较高，大时，通过手持式分光仪对胶液进行人工采样，经以下公式换算后都采用浓度在线测量仪测量胶液浓度。但该仪器不仅价格昂贵，得到当前胶液浓度：胶液浓度：指示值X0．8016+0．1762。由而且维护保养复杂，这使得国内明胶浓度在线测量受到很大限制。于所采集的数据在数量级上存在很大差异，因此对输入辅助变量受工业软测量方法启发，文献[2]首次引入了小波神经网络需做归一化处理。建模方法测量明胶浓度。但其采用单一的建模方法，

8、对于多工况目前研究者所建的大部分模型均为单模型。但单模型建模点明胶浓度测量实时性较差。本文基于RBFNN设计了明胶浓度会导致学习时间过长、过程特性匹配不佳、精度和外推能力差等软测量多模型，与单模型相比精确度有了很大的提高。缺陷。为克服这些缺点本文建立RBFNN多模型测量明胶浓度。1明胶工艺