[發(fā)明專利]基于概率主元回歸模型的脫丁烷塔丁烷含量軟測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310299248.8
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103389360A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛志強(qiáng);宋執(zhí)環(huán)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種基于概率主元回歸模型的脫丁烷塔丁烷含量軟測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）利用集散控制系統(tǒng)收集脫丁烷塔的運(yùn)行數(shù)據(jù)組成建模用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本集：X∈R^n×m。其中，n為樣本數(shù)據(jù)集的個(gè)數(shù)，m為過程變量個(gè)數(shù)，將數(shù)據(jù)集存入數(shù)據(jù)庫中備用。

（2）通過現(xiàn)場抽取樣本和離線實(shí)驗(yàn)室分析獲取歷史數(shù)據(jù)庫中用于建模的樣本所對應(yīng)的丁烷含量值，作為軟測量模型輸出訓(xùn)練樣本集y∈Rⁿ，其中，n為樣本數(shù)據(jù)集的個(gè)數(shù)，將數(shù)據(jù)集存入數(shù)據(jù)庫中備用。

（3）分別對過程變量和丁烷含量樣本進(jìn)行預(yù)處理和歸一化，使得各個(gè)過程變量和丁烷含量的均值為零，方差為1，得到新的數(shù)據(jù)矩陣集為和

（4）針對歸一化之后的軟測量模型輸入和輸出數(shù)據(jù)集，建立基于概率主元回歸的軟測量模型，并將該模型的參數(shù)存入模型數(shù)據(jù)庫中備用。

（5）收集新的脫丁烷塔運(yùn)行過程在線測量數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行預(yù)處理和歸一化。

（6）將歸一化之后的新數(shù)據(jù)直接輸入到概率主元回歸軟測量模型中，計(jì)算該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對應(yīng)的丁烷含量值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于概率主元回歸模型的脫丁烷塔丁烷含量軟測量方法，其特征在于，所述步驟（4）具體為：將歸一化之后的過程變量矩陣作為軟測量模型的輸入，丁烷含量數(shù)據(jù)矩陣作為軟測量模型的輸出，建立如下的概率主元回歸軟測量模型：

x=Pt+e

y=Ct+f

其中，P∈R^m×k和C∈R^1×k為過程變量和丁烷含量的負(fù)載矩陣，t∈R^k×1為提取出來的主元個(gè)數(shù)，服從均值為0，方差為1的正態(tài)分布，即p(t)=N(0,I)，k為主元的個(gè)數(shù)。e∈R^m×1和f∈R分別為過程變量和丁烷含量所對應(yīng)的噪聲，均服從零均值的正態(tài)分布，即其中，和為對應(yīng)的方差值。為了得到主元回歸模型中的最優(yōu)參數(shù)集需要對以下的似然函數(shù)做極大化，即

max{L(P,C,σx2,σy2)}=max{lnΠi=1np(xi,yi|P,C,σx2,σy2)}]]>

詳細(xì)算法和主要推理步驟在實(shí)施方式中給出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于概率主元回歸模型的脫丁烷塔丁烷含量軟測量方法，其特征在于，所述步驟（6）具體為：對于歸一化之后的新數(shù)據(jù)將其輸入到貝葉斯正則化主元回歸軟測量模型中，在線計(jì)算該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對應(yīng)的丁烷含量值，計(jì)算如下：首先，計(jì)算新數(shù)據(jù)所對應(yīng)的主元變量的值如下：

t‾new=(σx-2PTP)-1PTx‾new)]]>

在此基礎(chǔ)上，計(jì)算新數(shù)據(jù)所對應(yīng)的丁烷含量值如下：

y‾new=Ct‾new=C(σx-2PTP)-1PTx‾new]]>

如果過程通過實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)方式得到的測量值為y_new，可以得到軟測量模型的實(shí)時(shí)測量誤差為ernew=ynew-y‾new.]]>