[发明专利]加权模糊的工业熔融指数软测量仪表及方法

说明书

技术领域

本发明设计软测量仪表及方法，尤其涉及一种加权模糊的工业熔融指数软测量仪表及方法。 

背景技术

聚丙烯是一种由丙烯聚合而成的半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用，是平常最常见的高分子材料之一。熔融指数（MI）是聚丙烯生产中确定最终产品牌号的重要质量指标之一，它决定了产品的不同用途。熔融指数的精确、及时的测量，对生产和科研，都有非常重要的作用和指导意义。然而，熔融指数的在线分析测量目前仍然很难做到，缺乏熔融指数的在线分析仪是制约聚丙烯产品质量的一个主要问题。MI只能通过人工取样、离线化验分析获得，而且一般每2-4小时分析一次，时间滞后大，难以满足生产实时控制的要求。 

近年来关于MI的在线预报的研究工作大部分都集中在人工神经网络上面，取得了不错的效果。但是人工神经网络也有其自身的缺点，例如过拟合、隐含层的节点数目和参数不好确定。其次，工业现场采集到的DCS数据也因为噪音、人工操作误差等带有一定的不确定误差，所以使用确定性强的人工神经网络的预报模型一般推广能力不强。 

1965年美国数学家L.Zadeh首先提出了模糊集合的概念。随后模糊逻辑以其更接近于日常人们的问题和语意陈述的方式，开始代替坚持所有事物都可以用二元项表示的经典逻辑。模糊逻辑迄今已经成功应用在了工业的多个领域之中，例如家电、工业控制等领域。2003年，Demirci提出了模糊方程的概念，通过使用模糊隶属度矩阵和和其变形构建一个新的输入矩阵，接着在局部方程中以反模糊方法中的重心法得出解析值作为最后的输出。对于丙烯聚合生产过程中熔融指数的软测量，考虑到工业生产过程中的噪音影响以及操作误差，可以使用模糊逻辑的模糊性能降低误差对整个预报精度的影响。 

支持向量机，由Vapnik在1998年引入，由于其良好的推广能力，被广泛应用在模式识别、拟合和分类问题中。由于标准支持向量机对孤立点和噪点敏感，所以后来又提出了加权最小二乘支持向量机。加权最小二乘支持向量机相比于标准支持向量机能够更好地处理带有噪点的样本数据，这里被选作模糊方程中的局部方程。 

发明内容

为了克服已有的丙烯聚合生产过程的测量精度不高、对噪声敏感度低、推广性能差的不 足，本发明提供一种在线测量、计算速度快、模型自动更新、抗噪声能力强、推广性能好的加权模糊的工业聚丙烯生产熔融指数软测量仪表及方法。 

一种加权模糊的工业聚丙烯生产熔融指数软测量仪表，包括用于测量易测变量的现场智能仪表、用于测量操作变量的控制站、存放数据的DCS数据库以及熔融指数软测量值显示仪，所述现场智能仪表、控制站与DCS数据库连接，所述软测量仪表还包括加权模糊的软测量模型，所述DCS数据库与所述加权模糊的软测量模型的输入端连接，所述加权模糊的软测量模型的输出端与熔融指数软测量值显示仪连接，所述加权模糊的软测量模型包括： 

数据预处理模块，用于将从DCS数据库输入的模型训练样本进行预处理，对训练样本中心化，即减去样本的平均值，然后对其进行标准化： 

计算均值：TX‾=1NΣi=1NTXi---(1)]]>