专利名称：工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法
技术领域：
本发明涉及一种在工业过程控制系统中，对不可测的性能参数进行估计的方法。
背景技术：
工业过程控制系统中，有一些性能参数不能直接、实时地测量出来，但是最终产品质量有着巨大的影响，如在石化加工等过程控制系统中，催化剂的性能对系统性能、最终产品质量有着很大的影响，而且催化剂存在退化现象，即随着使用时间的增加，催化剂性能逐渐下降，但催化剂的性能不能直接、实时地测量出来，同时，由于生产过程复杂，产品输出存在一定的滞后性，当最终产品出现质量问题时，催化剂退化问题已经对生产过程造成了巨大损失。又如金属冶炼过程中，锅炉炉膛结渣情况同样存在不可直接测量，又对最终产品的品质有重大影响。传统上，由于难于对此类反应过程机理进行建模和分析，人们只能根据实 际生产经验，通过定期检测的方式来解决此类问题。这样即需要大量的实际生产经验，又无法提高生产效率。另外，由于生产过程的不确定性，使得依靠经验的方法存在较大的不可靠性。在实际生产中，类似的问题还有元器件的老化等。因此，建立一套不依赖于反应机理和生产经验的数据模型，从而有效、实时评估反应系统中催化剂性能和产品质量的方法，对于工业过程生产具有极大的意义。
发明内容
本发明是要解决现有的催化剂的性能依靠经验估计的方法可靠性低的技术问题，而提供工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法。本发明的工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法按以下步骤进行一、确定工业过程控制系统中可直接测量的物理量，记为X1, x2，……，xk，……，Xffl ；m为可直接测量的物理量的数目；二、在不能直接测量的性能参数y的一个退化周期内，运行工业过程系统，按时间间隔为Λ t分别离线测量不能直接测量的性能参数y在t = 0，t1; t2，……，tk，……，tn
时刻的值yQ，Y1, y2，......，yk，......，yn，同时分别记录t1; t2, ......, tk, ......，tn时刻各物
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Xni5Or，Xm,/，xm，2,， ......，xm，k,， ......，xm，n,;进行归一化处理；得到X!，o，Xl，l，Xl，2，......，Xl，k，......，Xl，n ;义2，0，X2，l，X2，2......，Xl，k，......，X2，n ;……，Xm, o Xm，l，Xm，2， ......，Xm，k， ......，Xm，n ;
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权利要求
1.工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法，其特征在于该方法按以下步骤进行 一、确定工业过程控制系统中可直接测量的物理量，记为X1,X2,……，xk，……，Xm ；m为可直接测量的物理量的数目； 二、在不能直接测量的性能参数y的一个退化周期内，运行工业过程系统，按采样时间间隔为Λ t分别离线测量不能直接测量的性能参数y在t = O，t1; t2，……，tk，……，tn时刻的值yQ，Y1, y2，......，yk，......，yn，同时分别记录t1; t2, ......, tk, ......，tn时刻各物理量......，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、将 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 ;进行归一化处理；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、构建函数模型
2.根据权利要求I所述的工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法，其特征在于步骤七中对可测变量XpXy ......，xk，......，Xm用留一交叉检验法剔除其中交叉验证相关系数大于O. 9的冗余项。
3.根据权利要求I或2所述的工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法，其特征在于工业过程控制系统中不可直接测量的物理量是催化剂的催化性能。
4.根据权利要求I或2所述的工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法，其特征在于工业过程控制系统中不可直接测量的物理量是元器件的老化或锅炉炉膛结渣性能。
全文摘要
工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数的在线数据驱动估计方法，本发明涉及一种在工业过程控制系统中性能参数的数据驱动估计方法。本发明是要解决现有的工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数依靠经验估计的方法可靠性低的技术问题。本方法一、确定工业过程控制系统中可直接测量的物理量；二、在不能直接测量的性能参数y的一个退化周期内测量不同时刻不能直接测量的性能参数y及可直接测量的物理量的值并进行归一化处理，然后对构建的函数模型进行对数估计，再剔除冗余项，最后选择关键参数，得到工业过程控制系统中不能直接测量的性能参数y与运行时间的关系式。该方法适于对催化剂老化性能、配件老化、炉膛结渣的分析预测。
文档编号G05B13/04GK102914970SQ20121043102
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者尹珅, 王光, 卫作龙, 高会军, 刘方舟 申请人:哈尔滨工业大学