[发明专利]改进的布谷鸟寻优的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表在审

专利信息
申请号: 201811628017.6 申请日: 2018-12-28
公开(公告)号: CN109829197A 公开(公告)日: 2019-05-31
发明(设计)人: 张泽银;金昌龙;刘兴高 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G06N3/00
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 邱启旺
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 最优软测量 丙烯聚合 生产过程 仪表 寻优 软测量 现场智能仪表 改进 控制站 能力强 显示仪 数据预处理模块 参数动态调整 模型更新模块 小波分析模块 软测量仪表 熔融指数 搜索算法 算法模块 优化模块 在线测量 自动更新 抗噪音 优化
【说明书】:

发明公开了一种改进的布谷鸟寻优的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表,包括丙烯聚合生产过程、现场智能仪表、控制站、存放数据的DCS数据库、基于改进的布谷鸟寻优的最优软测量仪表以及熔融指数软测量值显示仪,现场智能仪表及控制站与丙烯聚合生产过程相连,与DCS数据库相连;最优软测量仪表与DCS数据库及软测量值显示仪相连。所述的基于改进的布谷鸟寻优的最优软测量仪表包括数据预处理模块、小波分析模块、XGBoosting算法模块、模型更新模块、改进的布谷鸟搜索算法优化模块,以及提供了一种用软测量仪表实现的软测量方法。本发明实现在线测量、结构和参数动态调整及优化推广能力强、模型自动更新、抗噪音干扰能力强、速度快。

技术领域

本发明涉及一种最优软测量仪表,尤其涉及一种基于改进的布谷鸟寻优的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表。

背景技术

聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,丙烯最重要的下游产品,世界丙烯的 50%,我国丙烯的65%都是用来制聚丙烯,是五大通用塑料之一,与我们的日常生活密切相关。聚丙烯是世界上增长最快的通用热塑性树脂,总量仅仅次于聚乙烯和聚氯乙烯。为使我国聚丙烯产品具有市场竞争力,开发刚性、韧性、流动性平衡好的抗冲共聚产品、无规共聚产品、BOPP和CPP薄膜料、纤维、无纺布料,及开发聚丙烯在汽车和家电领域的应用,都是今后重要的研究课题。

熔融指数是聚丙烯产品确定产品牌号的重要质量指标之一,它决定了产品的不同用途,对熔融指数的测量是聚丙烯生产中产品质量控制的一个重要环节,对生产和科研,都有非常重要的作用和指导意义。

然而,熔融指数的在线分析测量目前很难做到,一方面是在线熔融指数分析仪的缺乏,另一方面是现有的在线分析仪由于经常会堵塞而测量不准甚至无法正常使用所导致的使用上的困难。因此,目前工业生产中MI的测量,主要是通过人工取样、离线化验分析获得,而且一般每2-4小时只能分析一次,时间滞后大,给丙烯聚合生产的质量控制带来了困难,成为生产中急需解决的一个瓶颈问题。聚丙烯熔融指数的在线预报系统及方法研究,从而成为学术界和工业界的一个前沿和热点。

发明内容

为了克服目前已有的丙烯聚合生产过程的测量精度不高、易受人为因素的影响的不足,本发明的目的在于提供一种基于改进的布谷鸟寻优的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表。该仪表具有在线测量、在线参数优化、预报速度快、模型自动更新、抗干扰能力强、精度高等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种改进的布谷鸟寻优的丙烯聚合生产过程最优软测量仪表,包括数据预处理模块,小波分析模块,XGBoosting算法模块,改进的布谷鸟搜寻算法优化模块,其中:

数据预处理模块,用于将从DCS数据库输入的模型输入变量进行预处理,对输入变量中心化,即减去变量的平均值;再进行归一化处理,即除以变量值的变化区间,得到变量X1,X2,…,XM,这里M为变量个数,将变量按照顺序记作向量a0

小波分析模块,用于将预处理后的输入变量去噪,该模块工作过程如下:

(1)利用Mallat算法,将原始变量根据不同尺度进行多重分解,分解公式为:

式中am(m=-1,-2,...,-M)是经过分解后的逼近信号,dm(m=-1,-2,...,-M)是经过分解后的细节信号,h(k)和g(k)分别是低通滤波器和高通滤波器的冲击响应序列;

(2)去噪声,设定M个阈值y1,y2,...,yM,将dm向量中绝对值小于ym的元素改成0;

(3)信号重构,重构公式为:

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