[发明专利]铝酸钠溶液组分浓度软测量方法

摘要

一种铝酸钠溶液组分浓度软测量方法，包括过程数据采集、过程数据预处理、建立软测量模型、求解模型系数和计算组分浓度等步骤，其中建立软测量模型包括：(1)苛性碱和碳酸碱浓度的软测量模型，采用的是改进的模糊c均值聚类算法(改进FCM)与TSK(Takagi－Sugeno－Kang)模糊模型相结合的方法；(2)氧化铝浓度的软测量模型，采用的是机理公式法。本发明方法易于实施、可靠性与准确度高，为氧化铝生产过程的自动控制和优化运行打下了基础。

主权项

1、一种铝酸钠溶液组分浓度软测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、过程数据采集，采集铝酸钠溶液温度及电导；步骤二、过程数据预处理，对步骤一采集的数据进行中位值平均滤波处理；步骤三、建立软测量模型，包括：(1)苛性碱和碳酸碱浓度的软测量模型；$y=\frac{\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{\tau }_i{y}_i}{\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{\tau }_i}=\frac{\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{\tau }_i(b_{i0}+b_{i1}{x}_1+···{+b}_{\mathrm{ir}}{x}_r)}{\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{\tau }_i}=\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{w}_i(b_{i0}+b_{i1}{x}_1+···+b_{\mathrm{ir}}{x}_r)i＝1，\dots ，L式中y为模型输出，代表苛性碱浓度cK或碳酸碱浓度cC(二者模型形式相同，系数不同)；L为聚类个数，也是TSK子模型的个数；wi是第i个子模型的输出权值；bi0-bir是第i个子模型待辨识的模型系数；x1-xr是子模型的输入变量；(2)氧化铝浓度的软测量模型；$ c_A=\frac{c-[(K_{4}T+B_4){c_K}^2+(K_{5}T+B_5)c_K+(K_{6}T+B_6)]}{(K_{1}T+B_1){c_K}^2+(K_{2}T+B_2)c_K+(K_{3}T+B_3)}式中cA表示氧化铝的浓度；cK表示苛性碱的浓度；c表示铝酸钠溶液的电导；T表示铝酸钠溶液的温度；K1-K6，B1-B6为模型中待辨识的系数；步骤四、求解模型系数采用最小二乘法，计算苛性碱浓度cK、碳酸碱浓度cC的系数b，计算氧化铝浓度cA的模型系数K1-K6，B1-B6；步骤五、计算组分浓度将步骤四所求模型系数代入步骤三建立的软测量模型进行计算，分别获得苛性碱、碳酸碱及氧化铝的浓度值。$$