[發明專利]一種用于紙頁干燥關鍵過程參數軟測量方法

有效

• 申請號: 202010051342.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111241754B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 洪蒙納;滿奕;張洋;李繼庚
• 申請（專利權）人: 廣州博依特智能信息科技有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G07C3/00;G06N20/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種用于紙頁干燥關鍵過程參數軟測量方法,包括以下步驟：S1.獲取生產過程中紙機干燥部歷史運行數據，并剔除異常值數據；S2.搭建紙頁干燥機理模型，將S1得到的數據輸入到機理模型進行各關鍵過程參數的模擬，并根據實際值計算各關鍵過程參數的機理模擬誤差；S3.對S1得到的數據進行歸一化處理，消除不同數據之間的量綱影響，并按比例將歷史運行數據與機理模擬誤差劃分為訓練集、驗證集與測試集；S4.根據Ridge算法原理搭建關于各關鍵過程參數的機理模擬誤差補償模型，并輸入訓練集與驗證集數據進行模型的訓練與正則化參數調優；解決了機理建模方法對干燥關鍵過程參數模擬精度低的問題。

技術領域

本發明涉及紙頁干燥關鍵過程參數軟測量領域，特別是一種用于紙頁干燥關鍵過程參數軟測量方法。

背景技術

造紙機干燥部是一個涉及多物料蒸汽、空氣、紙頁等、多過程傳熱過程和傳質過程相互耦合的復雜系統，復雜的機理以至于需要對其運行狀態實行全面監控才能更好的幫助企業實現更高效的生產與管理。紙頁干燥過程中，氣罩排風濕度、氣罩排風溫度、干燥部高壓蒸汽流量與低壓蒸汽流量是生產操作者較為關心的幾個關鍵參數，也是建立干燥部工藝操作參數優化模型需要精準模擬的幾個變量。

建立紙頁干燥過程的數學模型，達到在不同工藝操作參數組合下對干燥關鍵過程參數精準監控的效果，對建立干燥部工藝操作參數優化模型進而實現造紙過程的節能降耗具有重要意義。目前，關于紙頁干燥關鍵過程的參數的模擬主要以機理模型為主，然而紙頁干燥本質上是一個強非線性、時變性、多變量耦合的復雜動態參數分布過程且機理模型的性能過分依賴于模型參數的選擇，難以滿足工業應用對模型精度的要求，這也極大阻礙了干燥部工藝操作參數優化模型的研究。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種用于紙頁干燥關鍵過程參數軟測量方法，解決了機理建模方法對干燥關鍵過程參數模擬精度低的問題。

本發明采用的技術方案是，一種用于紙頁干燥關鍵過程參數軟測量方法，包括以下步驟：S1.獲取生產過程中紙機干燥部歷史運行數據，并剔除異常值數據；

S2.搭建紙頁干燥機理模型，將步驟S1得到的數據輸入到機理模型進行各關鍵過程參數的模擬，并根據實際值計算各關鍵過程參數的機理模擬誤差；

S3.對步驟S1得到的數據進行歸一化處理，消除不同數據之間的量綱影響，并按比例將歷史運行數據與機理模擬誤差劃分為訓練集、驗證集與測試集；

S4.根據Ridge算法原理搭建關于各關鍵過程參數的機理模擬誤差補償模型，并輸入訓練集與驗證集數據進行模型的訓練與正則化參數調優；

S5.整合機理+機理模擬誤差補償模型，對測試集數據進行干燥關鍵過程參數的軟測量。

優選地，S1的包括以下子步驟：

S11.采集紙機干燥部歷史運行數據，包括：烘缸壓力DP，單位為MPa；紙機車速v，單位為m/min；產品克重m，單位為g/m²；卷取率CR，單位為％；濕部加熱器后新風溫度T_w，單位為℃；干部加熱器后新風溫度T_d，單位為℃；濕部送風機頻率f_w，單位為Hz；干部送風機頻率f_d，單位為Hz；排風機頻率f_e，單位為Hz；

S12.為消除異常值對后續建模的影響，采用箱形圖方法對異常數據進行剔除，箱形圖提供了識別異常值的一個標準：異常值被定義為小于Q1-1.5IQR或大于Q3+1.5IQR的值，

其中，Q1為數據批的下四分位數，Q3為數據批的上四分位數，IQR為四分位距，即IQR＝Q3-Q1。

優選地，S2的包括以下子步驟：

S21.根據紙頁干燥動力學模型公式搭建紙頁干燥機理模型，如下式所示：