[发明专利]一种敏捷的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表

权利要求书

1.一种敏捷的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表，用于对丙烯聚合生产过程中的熔融指数进行软测量，其特征在于，包括现场智能仪表、控制站、DCS数据库、软测量单元、显示仪；现场智能仪表和控制站分别测量丙烯聚合生产过程中的易测变量和操作变量后，存放在DCS数据库中，软测量单元对DCS数据库中的数据进行软测量处理后，输出到显示仪；所述软测量单元包括依次相连的数据预处理模块、PCA主成分分析模块、相关向量机模块和差分进化算法优化模块，DCS数据库输入的模型输入变量由数据预处理模块进行预处理后，在PCA主成分分析模块中进行主成分分析，然后在相关向量机模块进行建模，最后由差分进化算法优化模块对模型的核参数进行优化。

2.根据权利要求1所述敏捷的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表，其特征在于，所述数据预处理模块将从DCS数据库输入的模型输入变量进行预处理，具体根据下式进行标准化处理：

其中，mean表示各变量的算术平均值，std表示各变量的标准差，表示输入变量的值，下标i表示第i次检测、j分别表示第j维变量，x_ij表示标准化后的输入变量，S表示模型输入变量。

3.根据权利要求1所述敏捷的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表，其特征在于，所述PCA主成分分析模块通过主成分分析来保证在不降低系统精度的情况下降低系统的复杂度，将标准化后的数据集X＝{x_ij}进行主成分分析。

记X＝{x_ij}是由n个样本组成的p变量数据集，X的协方差矩阵为：

Σ_x为非负定的对称阵，基于线性代数理论可知必定存在正交阵U满足：

其中，λ₁,λ₂,…,λ_p为协方差矩阵Σ_x的特征根，且满足λ₁≥λ₂≥…≥λ_p；而U恰好是由与特征根对应的特征向量所组成的正交阵：

其中，u_i＝(u_1i，u_2i，…，u_pi)',i＝1,2,…,p

前k个主成分所含的信息量比率通过这k个主成分的贡献率之和得到：

其中，η_k为前k个主成分的累积贡献率或者累积方差贡献率；λ_k为协方差矩阵Σ_x的第k个特征值；p为原数据集中的变量个数。

当前k个主成分的累积贡献率超过85％时，表示这k个主成分已经能够代表总体X的主要特征，即最终选取的主成分个数。