基于局部重构融合流形聚类的多模型软测量建模
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检测与仪表化工自动化及仪表,2010,37(1):49~52Contro l and Instru m ents i n Che m ical Industry基于聚类的多模型软测量建模及其应用王洋课,费树岷,翟军勇(东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室,南京210096)摘要: 实际生产中往往存在对产品质量影响重大、但又难以在线测量的一些参数(只能离线测量与分析)。
本文提出一种基于聚类的多模型建模方法对这些难以在线测量的参数实现软测量,将相关性分析、主元分析(PCA )、聚类和多模型建模应用于软测量建模中,构建一种实现重要参数软测量的基本框架:首先,基于相关度分析进行辅助变量的选择,然后用主元分析进行数据的进一步降维,再用k-m eans 聚类与多模型建模思想相结合。
最后将提出的思想和方法应用于某精馏塔组分的软测量中,仿真结果表明,测量精度有了较大的提高。
关键词: 软测量;相关性分析;主元分析;k-m eans 聚类;多模型中图分类号:T P216 文献标识码:A 文章编号:1000-3932(2010)01-0049-041 引 言在过程控制中,为保证生产的顺利进行和产品的高质量、高品质,对某些与生产密切相关的参数进行实时的监测与控制是非常必要的。
对于一些常规的参数,如温度、流量、压强等,可以通过物理的方法进行测量,而对于在石油化工、食品加工、造纸、生物发酵等工业过程中出现的一些,如精馏塔的产品组分、转炉钢水的含碳量、化学反应的催化剂活性以及生物发酵中的一些生物参数等很难用传统的物理方法进行测量,更难以在线测量,但这些参数又对产品的质量有着重要的影响。
目前已出现一些基于软测量的分析仪表[1],已在一定程度上解决这类参数的测量问题,但存在价格昂贵、维护保养复杂、滞后大等缺点,难以得到广泛的应用。
目前越来越多的基于软测量技术的研究得到控制理论与控制工程领域的重视[2,3]。
如文献[4]提出嵌入岭回归的误差反馈算法并将其成功应用于石脑油干点的软测量,文献[5]则采用基于/内含传感器0逆的动态软测量方法解决了红霉素发酵过程的关键生化量的软测量。