[发明专利]一种共聚聚丙烯树脂乙烯含量在线软测量方法

权利要求书

1.一种共聚聚丙烯树脂乙烯含量在线软测量方法，所述方法包括如下步骤：

1)、建立共聚聚丙烯乙烯含量p阶动态数学模型结构，参见式(1)：

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

其中，参数b₀表示直流分量；正整数p是模型式(1)的阶次；y(k)为第k时刻聚丙烯树脂中的乙烯含量；uⁱ(k-d)为第k-d时刻丙烯输入总量与乙烯输入总量之比的i次方；正整数d为聚合物平均反应停留时间；e(k)表示第k时刻均值为0的不相关随机噪声；系数A(q^-1)和B_i(q^-1)是m阶多项式，系数C(q^-1)是n阶多项式。A(q^-1)、B_i(q^-1)和C(q^-1)分别参见式(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表示时延算子符号；系数a₁(k)，...，a_m(k)，c₁(k)，...，c_n(k)，b_i，1(k)，...，b_i，m(k)，(i＝1，...，p)为未知参数，由本实施例第4)步在线辨识计算得到。

2)、对式(1)作差分运算，建立乙烯含量增量模型结构，参见式(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(k)-y(k-1)为第k相邻时刻乙烯含量的增量值，Δe(k)＝e(k)-e(k-1)为第k相邻时刻随机噪声的变化值，和Δuⁱ(k-d)＝uⁱ(k-d)-uⁱ(k-d-1)为第k-d相邻时刻输入变量i次方的变化值。

3)、对过程参量的数据作归一化处理，参见式(4)：

u′=u-uluh-ul---(4)]]>

其中，u′为归一化后的参量值；u_h和u_l分别表示该操作参数的变化上限和下限，是通过对操作数据统计分析得到。

4)、运用增广最小二乘算法递推辨识乙烯含量增量模型(3)在k时刻的参数a₁(k)，...a_m(k)，c₁(k)，...，c_n(k)，b_i，1(k)，...，b_i，m(k)，(i＝1，...，p)，其算法参见式(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]为遗忘因子；θ(k)为第k时刻模型式(3)的辨识参数向量；K(k)表示第k时刻校正系数矩阵；P(k)表示第k时刻记忆系数矩阵；h(k)表示第k时刻过程参量的历史数据向量。

θ(k)和h(k)表达式分别如下：

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，符号“T”表示向量的转置；表示第s时刻的随机噪声的估计，s＝k，k-1，...，k-n。

5)、在线测量丙烯输入总量和乙烯输入总量，并计算两者之比，再根据在线辨识获得的模型参数θ和乙烯含量动态数学模型

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

在线估计共聚聚丙烯树脂中第k时刻的乙烯含量y(k)。

乙烯含量在线软测量方法在每次实验室化验结束后自动启动模型式(3)参数更新程序，继而根据最新的模型参数，在每个采样时刻测量计算丙烯输入总量与乙烯输入总量之比，利用模型式(6)在线估计共聚聚丙烯产品中的乙烯含量。周而复始，实现聚丙烯生产过程中乙烯含量的在线软测量操作。