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第三章 软测量 Introduction 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 1 第一节引言 • 由于技术或是经济上的原因，很难通过传感器 进行测量的变量，如精馏塔的产品组分浓度， 生物发酵罐的菌体浓度和化学反应器的反应物 浓度及产品分布等。 • 两种方法：一种方法是采用间接的质量指标控 制，如：精馏塔灵敏板温度控制、温差控制等， 但此法难以保证最终质量指标的控制精度；另 一种方法是采用设备投资较大、在线分析仪表， 维护成本高、测量滞后较大而使得调节品质不 理想。为了解决上述问题，逐步形成了软测量 方法及其应用技术。 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 2  软测量就是选择与被估计变量相关的一 组可测变量,构造某种以可测变量为输入. 被估计变量为输出的数学模型,用计算机 软件实现重要过程变量的估计.这类数学 模型及相应的计算机软件也被称为软测 量器(软仪表) • 软测量技术包括软测量建模方法.模型实 时演算的工程化实施技术及模型维护技 术 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 3 —先进控制导论— 第二节 Unit 2 软测量建模方法 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 4 本节主要内容 • 软测量模型的数学描述 • 软测量建模的主要数学基础 • 软测量建模的主要方法 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 5 3-2-1软测量模型的数学描述 • 软测量模型的基本结构如图 不可测扰动 d1 被估计量x 工 可测扰 业 动 d2 对 y * ^ 象 x x u 软测量模型 图3.2-1 软测量器的基本结构 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 6 其中：x为被估计变量集，d 为不可测 1 扰动，d 为可测扰动，u为对象的控制 2 * 输入，y 为对象可测输出变量。x 为可 能有的离线分析计算值或大采样间隔 的测量值（如分析仪输出），一般用 于离线辨识模型的参数，也用于软测 量模型的在线自校正。 2013-12-26 第三章 软测量技术及其应用 7 软测量建模就是根据可测数据得到被估计变量x 的最优估计:  * x f (d2 ,u,y ,x ,t) （3-2-1）