发明名称 一种相关向量聚丙烯熔融指数软测量系统和方法
摘要 本发明公开了一种相关向量聚丙烯熔融指数软测量系统和方法,包括标准化模块、模型训练模块、软测量模块、显示模块,本发明的方法首先从数据库中采集系统正常时的关键变量作为训练样本,建立软测量模型,再由经过标准化处理的新样本得到对应的熔融指数预测值;本发明建立了熔融指数的软测量模型,可以在线预测熔融指数值,且计算速度快,准确性好。
申请公布号 CN103838954A 申请公布日期 2014.06.04
申请号 CN201310658714.7 申请日期 2013.12.09
申请人 浙江大学 发明人 刘兴高;闫正兵
分类号 G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G06F19/00(2011.01)I
代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人 周烽
主权项 1.一种相关向量聚丙烯熔融指数软测量系统,包括标准化模块、模型训练模块、软测量模块、显示模块,其特征在于:标准化模块,用于从数据库中采集系统正常时的关键变量作为训练样本,所述的关键变量包括三股丙烯进料流量、主催化剂流量、辅催化剂流量、釜内温度、压强、液位,氢气体积浓度,对训练样本<img file="FDA0000432561260000011.GIF" wi="56" he="68" />进行标准化处理,得到输入矩阵X,采用以下过程来完成:<maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><mover><mi>X</mi><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>N</mi></mfrac><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mover><mi>X</mi><mo>~</mo></mover><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><msup><mi>&sigma;</mi><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>N</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>N</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><mover><mi>X</mi><mo>~</mo></mover><mo>-</mo><mover><mi>X</mi><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="0003"><![CDATA[<math><mrow><mi>X</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mover><mi>X</mi><mo>~</mo></mover><mo>-</mo><mover><mi>X</mi><mo>&OverBar;</mo></mover></mrow><mi>&sigma;</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>其中,X为标准化后的训练样本,<img file="FDA0000432561260000015.GIF" wi="55" he="68" />为训练样本,对应的聚丙烯熔融指数数据为Y,N为训练样本数,<img file="FDA0000432561260000016.GIF" wi="60" he="65" />为训练样本的均值,σ为训练样本的标准差;模型训练模块,用于建立软测量模型,其具体过程如下<maths num="0004"><![CDATA[<math><mrow><munder><mi>max</mi><mrow><mi>w</mi><mo>,</mo><mi>&beta;</mi></mrow></munder><mo>{</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>&pi;</mi><msup><mi>&beta;</mi><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mn>2</mn><msup><mi>&beta;</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><msup><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><mi>Y</mi><mo>-</mo><mi>&Phi;w</mi><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>求解上式可得软测量模型:<img file="FDA0000432561260000018.GIF" wi="987" he="76" />其中,w是回归系数,<img file="FDA0000432561260000019.GIF" wi="45" he="57" />(X)是核函数列,Φ是核矩阵,噪声ε服从均值为零、方差为β<sup>2</sup>的高斯分布,上标T表示矩阵转置;软测量模块,用于实现聚丙烯熔融指数的软测量,将经过标准化处理的新样本<img file="FDA00004325612600000110.GIF" wi="78" he="73" />代入式(5),得到对应的熔融指数预测值<img file="FDA00004325612600000111.GIF" wi="71" he="76" />显示模块,用于软测量结果的显示。
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