專利名稱：工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，對不可測的性能參數進行估計的方法。
背景技術：
工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，有一些性能參數不能直接、實時地測量出來，但是最終產品質量有著巨大的影響，如在石化加工等過程控制系統(tǒng)中，催化劑的性能對系統(tǒng)性能、最終產品質量有著很大的影響，而且催化劑存在退化現象，即隨著使用時間的增加，催化劑性能逐漸下降，但催化劑的性能不能直接、實時地測量出來，同時，由于生產過程復雜，產品輸出存在一定的滯后性，當最終產品出現質量問題時，催化劑退化問題已經對生產過程造成了巨大損失。又如金屬冶煉過程中，鍋爐爐膛結渣情況同樣存在不可直接測量，又對最終產品的品質有重大影響。傳統(tǒng)上，由于難于對此類反應過程機理進行建模和分析，人們只能根據實 際生產經驗，通過定期檢測的方式來解決此類問題。這樣即需要大量的實際生產經驗，又無法提高生產效率。另外，由于生產過程的不確定性，使得依靠經驗的方法存在較大的不可靠性。在實際生產中，類似的問題還有元器件的老化等。因此，建立一套不依賴于反應機理和生產經驗的數據模型，從而有效、實時評估反應系統(tǒng)中催化劑性能和產品質量的方法，對于工業(yè)過程生產具有極大的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明是要解決現有的催化劑的性能依靠經驗估計的方法可靠性低的技術問題，而提供工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法。本發(fā)明的工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法按以下步驟進行一、確定工業(yè)過程控制系統(tǒng)中可直接測量的物理量，記為X1, x2，……，xk，……，Xffl ；m為可直接測量的物理量的數目；二、在不能直接測量的性能參數y的一個退化周期內，運行工業(yè)過程系統(tǒng)，按時間間隔為Λ t分別離線測量不能直接測量的性能參數y在t = 0，t1; t2，……，tk，……，tn
時刻的值yQ，Y1, y2，......，yk，......，yn，同時分別記錄t1; t2, ......, tk, ......，tn時刻各物
理量......，xk，......，Xm的值，得到Xlj0 , xI,I , xI,2 ......, Xl,k ......, Χ1,η ;X2,0 , X2,l Χ2,2 ......, X2,k ......, Χ2,η ;......，Xm, 0 , Xnljl , Xm, 2 , ......, Xm, k , ......, Xm, η ;二、將 Xuq j Χι,ι Xl,2，......，Xl,k，......，Χ1,η ;X2,0 , Χ2,1 Χ2,2 ......, X2,k ......, Χ2,η ;......，
Xni5Or，Xm,/，xm，2,， ......，xm，k,， ......，xm，n,;進行歸一化處理；得到X!，o，Xl，l，Xl，2，......，Xl，k，......，Xl，n ;義2，0，X2，l，X2，2......，Xl，k，......，X2，n ;……，Xm, o Xm，l，Xm，2， ......，Xm，k， ......，Xm，n ;
m四、構建函數模型)
權利要求
1.工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法，其特征在于該方法按以下步驟進行 一、確定工業(yè)過程控制系統(tǒng)中可直接測量的物理量，記為X1,X2,……，xk，……，Xm ；m為可直接測量的物理量的數目； 二、在不能直接測量的性能參數y的一個退化周期內，運行工業(yè)過程系統(tǒng)，按采樣時間間隔為Λ t分別離線測量不能直接測量的性能參數y在t = O，t1; t2，……，tk，……，tn時刻的值yQ，Y1, y2，......，yk，......，yn，同時分別記錄t1; t2, ......, tk, ......，tn時刻各物理量......，xk，......，Xm的值，得到 xI,O xI,I xI,2 ...... Xl, k ...... Χ1, η ; Χ2,0 ’ X2,l ’ Χ2,2 ......’ X2, k ’ ......’ X2,n ; ......9 Xm，0 ， Xm，l ， Xm,2 ， ......， Xm, k ， ......， Xm, n 二、將 Xl，0 , Xl，l , Xl，2 ， ...... Xl, k ， ...... Xl,n ; X2，0 ， X2，l ， X2，2 ......， X2，k ， ......， X2，n ; ......9 Xm,c/，Xm,/，Xm,2'， ......，XmV， ......，XmV ;進行歸一化處理；得到 Xl,0 Xl,1 Xl,2 ......， Xl，k，......， Xl，n ; X2,0 X2,l X2，2......， Xl，k，......， X2，n ; ......9 Xm，0， Xm，l， Xm，2， ......， Xm，k， ......， Xm, n m 四、構建函數模型
2.根據權利要求I所述的工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法，其特征在于步驟七中對可測變量XpXy ......，xk，......，Xm用留一交叉檢驗法剔除其中交叉驗證相關系數大于O. 9的冗余項。
3.根據權利要求I或2所述的工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法，其特征在于工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不可直接測量的物理量是催化劑的催化性能。
4.根據權利要求I或2所述的工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法，其特征在于工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不可直接測量的物理量是元器件的老化或鍋爐爐膛結渣性能。
全文摘要
工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數的在線數據驅動估計方法，本發(fā)明涉及一種在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中性能參數的數據驅動估計方法。本發(fā)明是要解決現有的工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數依靠經驗估計的方法可靠性低的技術問題。本方法一、確定工業(yè)過程控制系統(tǒng)中可直接測量的物理量；二、在不能直接測量的性能參數y的一個退化周期內測量不同時刻不能直接測量的性能參數y及可直接測量的物理量的值并進行歸一化處理，然后對構建的函數模型進行對數估計，再剔除冗余項，最后選擇關鍵參數，得到工業(yè)過程控制系統(tǒng)中不能直接測量的性能參數y與運行時間的關系式。該方法適于對催化劑老化性能、配件老化、爐膛結渣的分析預測。
文檔編號G05B13/04GK102914970SQ20121043102
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者尹珅, 王光, 衛(wèi)作龍, 高會軍, 劉方舟 申請人:哈爾濱工業(yè)大學