下载文档原格式
工业过程软测量生产过程中不可能给出所有变量的实测值,虽然在线分析仪表是解决上述问题的途径之一,但仍存在时间滞后长、维护工作量大、工作的可靠性有待提高等问题。
随着计算机技术的发展,针对生产过程中不可测变量的测量及其实时性问题,软测量技术应运而生,它是解决以上问题的一条新的有效途径。
软测量技术是当前过程控制中研究热点之一。
软测量的基本思想是把自动控制理论与生产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(或称之为主导变量),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,且具有投资低、维护保养简单等优点。
目前主要软测量建模的方法:机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学、基于支持向量机(SVM)和核函数的方法、过程层析成像、相关分析和现代非线性系统信息处理技术等。
1 软测量技术概论软测量技术主要由辅助变量的选择、数据采集和处理、软测量模型及在线校正四个部分组成。
1.1 机理分析与辅助变量的选择首先明确软测量的任务,确定主导变量。
在此基础上深入了解和熟悉软测量对象及有关装置的工艺流程,通过机理分析可以初步确定影响主导变量的相关变量——辅助变量。
辅助变量的选择包括变量类型、变量数目和检测点位置的选择。
这三个方面互相关联、互相影响,由过程特性所决定的。
在实际应用中,还受经济条件、维护的难易程度等外部因素制约。
1.2 数据采集和处理从理论上讲,过程数据包含了工业对象的大量相关信息,因此,数据采集量多多益善,不仅可以用来建模,还可以检验模型。
实际需要采集的数据是与软测量主导变量对应时间的辅助变量的过程数据。
其次,数据覆盖面在可能条件下应宽一些,以便软测量具有较宽的适用范围。
为了保证软测量精度,数据的正确性和可靠性十分重要。
采集的数据必须进行处理,数据处理包含两个方面,即换算(scaling)和数据误差处理。
软测量技术原理及应用
软测量技术是一种基于数据驱动的测量方法，通过建立数学模型从实时过程中采集的数据中实时估计和预测相关过程变量，从而实现过程的监控、优化和控制。
它主要包括以下几个方面的原理和应用：
1. 原理：软测量技术基于统计学、数学建模和机器学习等方法，通过对大量历史过程数据的分析、建模和训练，构建出数学模型，并利用该模型对实时数据进行解析和预测。
常用的软测量方法有主成分分析、支持向量机、神经网络、模糊系统等。
2. 应用：软测量技术广泛应用于过程工业领域的监控、优化和控制。
例如，在化工工艺中，通过软测量技术可以实时估计关键的过程变量，如温度、压力、流量等，从而实现对生产过程的实时监控和优化控制。
在能源领域，软测量技术可以用于实时预测能源需求和优化能源供应链。
在制造业中，软测量技术可以用于产品质量监控和预测，从而提高生产效率和产品质量。
总之，软测量技术可以通过建立数学模型和分析实时数据，实现对过程的实时监控、预测和优化控制，具有广泛的应用前景。
煤质低位发热量软测量技术原理及应用新疆哈密市839000摘要：燃煤机组状态参数的准确快速测量对提高机组的运行控制效果具有重要的意义，然而，热力发电系统中状态参数难以测量或测量不准问题普遍存在。
入炉煤低位发热量参数一般只能通过离线化验方法获取，测量周期为数小时，难以实现在线实时测量，从而产生严重的滞后，并影响机组的控制效果。
关键词：煤质；低位发热量软测量；技术原理；应用前言煤炭作为中国的主要能源之一，煤炭质量分析在煤炭的开发、利用过程中发挥着不可或缺的作用；而煤炭低位发热量是煤炭质量分析中最常用的评价指标。
因此，煤炭低位发热量的准确、快速测量已成为实际生产的迫切要求。
对煤炭低位发热量的测量，常规方法为氧弹热量法，该方法需要取样离线分析，且操作复杂、分析周期长。
虽然工业应用中还有其他硬件测量方法，但普遍存在测量设备笨重、昂贵、费用大等缺点，且不能较好地了解煤炭低位发热量的影响因素。
相比较而言，软测量方法解决了硬件测量的经济性等问题，且具有简单、实用、反应迅速的特点。
软测量的基本思想是在较为成熟的硬件传感器基础上获得数据，以计算机技术和算法为核心，利用相关变量建立模型对主导变量进行问接测量。
软测量的建模方法有很多，一般可分为：机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊推理、LSTM网络、基于支持向量机和基于核函数的方法等。
1发热量的表示方法弹筒发热量（Q）：b在氧弹中，在有过剩氧的情况下，燃烧单位质量试样所产生的热量，即直接用仪器测出来的热量。
高位发热量（Q）：gr煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热量，即用仪器测出热量后再减去硫的生成热。
低位发热量（Q）：net煤的高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值，即高位发热量减去水的生成热。
2有关煤样的“基”煤样的“基”是指煤样的状态，常用的“基”有空气干燥基（分析基）X、ad干燥基X、d干燥无灰基（可燃基）X、daf收到基X。
软测量原理及应用软测量是指通过数学建模和算法模拟等方法对无法直接测量的系统变量进行估算或预测的技术。
软测量技术具有较强的灵活性和实时性，可以更好地满足工业过程中对关键过程变量的监测和控制需求。
本文将介绍软测量的原理和应用，并从实际案例中解释其作用。
软测量的原理包括建模、辨识、优化和实现四个步骤。
首先，需要对要估计的系统变量进行建模，在建模过程中需要选择合适的变量进行测量，并根据实际情况进行变量筛选。
其次，通过系统辨识技术从已有的数据中提取有效信息，建立起系统的数学模型。
然后，通过优化算法对模型进行参数估计和优化，以提高模型的准确性和可靠性。
最后，将优化后的模型实施到实际过程中，并进行实时更新和运行。
软测量技术在工业过程中有广泛应用。
其中，化工过程是应用软测量的典型领域之一。
在化工过程中，很多关键过程变量无法直接测量，例如反应器中的反应物浓度、温度和压力等。
软测量技术可以通过对流体动力学和传热传质等原理的建模和优化，对这些变量进行准确估计。
软测量的应用可以提高生产过程的稳定性和可靠性，保证产品质量。
另外，软测量技术在制造业中也有广泛应用。
例如，在汽车制造过程中，很多关键参数如车身刚度、车辆噪音和燃油消耗等无法直接测量。
软测量技术可以通过对汽车制造过程中的关键参数及其之间的关系建立模型，实时监测和优化关键参数，提高汽车制造过程的效率和质量。
此外，软测量在能源领域也有重要的应用。
例如，在电网管理中，精确测量电网的负荷、电压和频率等是保证电网稳定运行的关键。
然而，由于电网非线性和复杂性，直接测量这些变量是困难的。
软测量技术可以通过对电网中各个关键节点的电流、电压等参数进行建模和优化，估计和预测电网的负荷和稳定运行情况。
在实际应用中，软测量技术可以与传统测量方法相结合，实现对系统变量的全面监测。
例如，在化工生产过程中，可以结合传感器测量和软测量技术，对关键变量进行实时监测。
软测量可以弥补传感器测量的不足，提高系统的监测精度和实时性。
