[发明专利]一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法及其系统

权利要求书

1.一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取氧化铝蒸发过程中非稳态时间段的物料流量测量变量和物料组分测量变量数据；

基于所述流量测量变量和所述组分测量变量数据的分段鲁棒M估计函数建立鲁棒M估计动态数据校正模型，其中，所述分段鲁棒M估计函数为：

式中，ρ表示分段鲁棒估计函数，表示相对残差，表示校正值，x表示测量值，σ表示标准差，a、b和c是鲁棒估计函数的参数，其中，a和b用来调节函数的鲁棒性，c用来调节显著误差临界值；

所述鲁棒M估计动态数据校正模型为：

式中，ρ即为式(1)所示的分段鲁棒M估计函数，M为测量变量的个数，h表示当前时刻，x_ij表示第i个变量j时刻的测量值，表示第i个变量j时刻的校正值，r_ij为第i个变量j时刻的相对残差，σ_ij表示第i个变量j时刻的标准差；表示所有测量变量的校正值样本集，t_ij表示第i个变量的第j个时间点，表示所有未测变量的估计值，a、b和c的含义与式(1)中相同，F表示微分方程等式约束，geq表示等式约束，g表示不等式约束，包括变量的上下限约束；

基于所述鲁棒M估计动态数据校正模型对所述各流量测量变量和组分测量变量的数据进行校正处理，获取校正结果。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，基于所述鲁棒M估计动态数据校正模型对所述各流量测量变量和组分测量变量的数据进行校正处理前，还需要对待校正数据进行预处理，所述预处理为后向端点滑动滤波预处理，具体步骤为：

对所述待校正数据设置时间长度为n的队列；

移动队列，每次向后移动一个时刻点，实现所有数据的后向端点滑动滤波。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，获取校正结果后，还需要对测量数据进行显著误差检测，显著误差检测包括以下步骤：

定义为第i个测量变量的第j个测量值与校正值的差值，并求出每个测量变量的标准差，若各测量变量的d_ij大于各测量变量的三倍标准差值，则认为所述测量值存在显著误差。

4.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，校正处理的过程中，对待校正数据设置长度为n的队列，每进行一次新的采样，把采样数据放入队尾，删除原来队首的一个数据；计算新加样本后所有数据的标准差σ和窗口中测量数据的残差r，根据式(2)中残差r与c的大小关系确定采用的目标函数项。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，进行校正处理前还需要设定数据校正的约束条件，设定约束条件包括以下步骤：

以有限正交元配置离散化的方法处理所建立的氧化铝生产蒸发过程动态微分方程；

对所建立的氧化铝生产蒸发过程动态微分方程进行离散化，以离散化后的氧化铝生产蒸发过程动态微分方程的代数方程和连续性方程为数据校正的约束条件，代数方程公式如下：

连续性方程公式如下：

xⁱ(θ_i)＝x^i-1(θ_i),i＝2,...,fe

其中，N表示测量数据点的总个数，fe表示有限元个数，k表示配置点个数；由于有限元正交配置法的优化区间是[0,1]，所以选择t∈(0,1)；t_jq表示区间t∈(0,1)的配置点q被分配到每个有限元；v_p表示待确定的未知系数，根据配置点的数目确定，I_p(t)表示选定的基函数；F表示t_jq处的微分方程；xⁱ(θ_i)表示在第i有限元内的拉格朗日多项式表达式。

6.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正方法，其特征在于，根据影响函数对所述分段鲁棒M估计函数的鲁棒性进行评价。

7.一种氧化铝生产蒸发过程鲁棒动态数据校正系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一所述方法的步骤。