[發(fā)明專利]一種共聚聚丙烯樹脂乙烯含量在線軟測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210052251.5
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102608299A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何德峰;俞立;黃驊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N33/44
• 分類號: G01N33/44
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種共聚聚丙烯樹脂乙烯含量在線軟測量方法，所述方法包括如下步驟：

1)、建立共聚聚丙烯乙烯含量p階動態(tài)數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，參見式(1)：

y(k)=b0+Σi=1pBi(q-1)ui(k-d)+A(q-1)y(k)+C(q-1)e(k)---(1)]]>

其中，參數(shù)b₀表示直流分量；正整數(shù)p是模型式(1)的階次；y(k)為第k時刻聚丙烯樹脂中的乙烯含量；uⁱ(k-d)為第k-d時刻丙烯輸入總量與乙烯輸入總量之比的i次方；正整數(shù)d為聚合物平均反應(yīng)停留時間；e(k)表示第k時刻均值為0的不相關(guān)隨機(jī)噪聲；系數(shù)A(q^-1)和B_i(q^-1)是m階多項式，系數(shù)C(q^-1)是n階多項式。A(q^-1)、B_i(q^-1)和C(q^-1)分別參見式(2)：

A(q^-1)＝a₁(k)q^-1+Λ+a_m(k)q^-m

B_i(q^-1)＝b_i，1(k)q^-1+Λ+b_i，m(k)q^-m????(2)

C(q^-1)＝c₁(k)q^-1+Λ+c_n(k)q^-n

式中，q^-1表示時延算子符號；系數(shù)a₁(k)，...，a_m(k)，c₁(k)，...，c_n(k)，b_i，1(k)，...，b_i，m(k)，(i＝1，...，p)為未知參數(shù)，由本實施例第4)步在線辨識計算得到。

2)、對式(1)作差分運(yùn)算，建立乙烯含量增量模型結(jié)構(gòu)，參見式(3)：

Δy(k)=Σi=1pBi(q-1)Δui(k-d)+A(q-1)Δy(k)+C(q-1)Δe(k)---(3)]]>

其中，Δy(k)＝y(tǒng)(k)-y(k-1)為第k相鄰時刻乙烯含量的增量值，Δe(k)＝e(k)-e(k-1)為第k相鄰時刻隨機(jī)噪聲的變化值，和Δuⁱ(k-d)＝uⁱ(k-d)-uⁱ(k-d-1)為第k-d相鄰時刻輸入變量i次方的變化值。

3)、對過程參量的數(shù)據(jù)作歸一化處理，參見式(4)：

u′=u-uluh-ul---(4)]]>

其中，u′為歸一化后的參量值；u_h和u_l分別表示該操作參數(shù)的變化上限和下限，是通過對操作數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得到。

4)、運(yùn)用增廣最小二乘算法遞推辨識乙烯含量增量模型(3)在k時刻的參數(shù)a₁(k)，...a_m(k)，c₁(k)，...，c_n(k)，b_i，1(k)，...，b_i，m(k)，(i＝1，...，p)，其算法參見式(5)：

θ(k)＝θ(k-1)+K(k)[Δy(k)-h(k)^Tθ(k-1)]，

K(k)=P(k-1)h(k)h(k)TP(k-1)h(k)+λ,---(5)]]>

P(k)=1λ[I-K(k)h(k)T]P(k-1).]]>

其中，λ∈(0，1]為遺忘因子；θ(k)為第k時刻模型式(3)的辨識參數(shù)向量；K(k)表示第k時刻校正系數(shù)矩陣；P(k)表示第k時刻記憶系數(shù)矩陣；h(k)表示第k時刻過程參量的歷史數(shù)據(jù)向量。

θ(k)和h(k)表達(dá)式分別如下：

θ(k)^T＝[b_1，1(k)，Λ，b_1，m(k)，Λ，b_p，1(k)，Λ，b_p，m(k)，

????????a₁(k)，Λ，a_m(k)，c₁(k)，Λ，c_n(k)]，

h(k)T=[Δu(k-d-1),Λ,Δu(k-d-m),Λ,]]>

Δup(k-d-1),Λ,Δup(k-d-m),]]>

Δy(k-1),Λ,Δy(k-m),Δe^(k-1),Λ,Δe^(k-n)],]]>

Δe^(k)=Δy(k)-h(k)Tθ(k)]]>

其中，符號“T”表示向量的轉(zhuǎn)置；表示第s時刻的隨機(jī)噪聲的估計，s＝k，k-1，...，k-n。

5)、在線測量丙烯輸入總量和乙烯輸入總量，并計算兩者之比，再根據(jù)在線辨識獲得的模型參數(shù)θ和乙烯含量動態(tài)數(shù)學(xué)模型

y(k)=y(k-1)+Σi=1pBi(q-1)Δui(k-d)+A(q-1)Δy(k)+C(q-1)Δe^(k)---(6)]]>

在線估計共聚聚丙烯樹脂中第k時刻的乙烯含量y(k)。

乙烯含量在線軟測量方法在每次實驗室化驗結(jié)束后自動啟動模型式(3)參數(shù)更新程序，繼而根據(jù)最新的模型參數(shù)，在每個采樣時刻測量計算丙烯輸入總量與乙烯輸入總量之比，利用模型式(6)在線估計共聚聚丙烯產(chǎn)品中的乙烯含量。周而復(fù)始，實現(xiàn)聚丙烯生產(chǎn)過程中乙烯含量的在線軟測量操作。