軟測量技術是一門新興的工業技術,是對目前商用傳感器不足的一個重要補充.綜觀國內外軟測量技術的發展情況,本文從二次變量選擇、數據處理、軟測量模型建立、在線校正與工業應用5 個方面系統地介紹了軟測量技術、應用及其發展前景.
在工業過程控制中, 存在一大類無法或難以用傳感器直接檢測的變量,如精餾塔的塔頂/ 塔底產品質量、紙漿的Kapp a 值、生物發酵罐中的生物量參數及高爐鐵水的含硅量等. 這些變量對于提高產品質量和保證安全生產起著重要的作用, 是工業生過程中必須加以嚴格監控的變量. 但是,據不完全統計,目前國外商用傳感器約2 000 多種,而國內只有200 多種. 因此,自控技術人員經常處于一種無法選取合適傳感器,使控制系統缺少“眼睛”這樣一種尷尬的局面. 為解決這類問題,可采用軟測量技術.
早在70 年代,Brosillow 就提出了推斷控制的基本思想和方法:采集過程中比較容易測量的二次變量(Seconda ry Va ria ble ) , 構造推斷估計器來估計并克服擾動和測量噪聲對過程主導變量( Prima ryVa ria ble) 的影響[ 1 ] . 推斷控制策略包括估計器和控制器的設計. 在發展起來的軟測量技術就體現了估計器的特點. 估計器的設計是根據某種最優準則,選擇一組既與主導變量有密切聯系, 又容易測量的二次變量,通過構造某種數學關系,實現對主導變量的在線估計[ 2 ] . 軟測量技術除了能“測量”主導變量外,還可估計一些反映過程特性的工藝參數,如精餾塔的塔板效率、反應速度和催化劑的活性等. 軟測量技術是一門有著廣闊發展前景的新興工業技術. 對其研究已經歷了從線性到非線性、靜態到動態、無校正功能到有校正功能的過程[ 3 ] . 隨著軟測量技術在理論研究和實踐中的不斷完善和發展, 正逐步取得令人滿意的經濟效益和社會效益.
在綜觀國內外軟測量技術發展的基礎上,本文將從二次變量的選擇、數據處理、軟測量模型建立、在線校正與工業應用5 個方面系統地介紹軟測量技術.