[发明专利]一种丙烯聚合质量在线检测系统

权利要求书

1.一种丙烯聚合质量在线检测系统，用于对丙烯聚合过程的质量指标熔融指数进行测量，其特征在于，包括：

混沌重构模块，将丙烯聚合过程的操作参数依据其混沌特性进行重构得到输入变量；

Gabor多尺度分析模块，将所述输入变量以频率为基准分析其多尺度特性，通过Gabor核函数对变量进行多尺度重构，提取输入变量在不同频率下各尺度各方向的局部纹理特征信息，得到输入特征信号；

极端随机树测量模型模块，以聚丙烯产品样本集和先验知识作为依据，将所述输入特征信号转化后输出对应的聚丙烯产品的软测量值；以及

自适应粒子群模块，用以采用自适应粒子群算法对检测系统的分叉阈值参数进行优化。

2.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述操作参数为第一股丙烯进料流率、第二股丙烯进料流率、第三股丙烯进料流率、主催化剂流率、辅催化剂流率、搅拌釜内温度、釜内压强、釜内液位以及釜内氢气体积浓度。

3.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述操作参数的混沌系统表达为z(n)＝[s(n),s(n+T₁),s(n+T₂),...,s(n+T_d-1)]，其中s(n)为丙烯聚合过程的第n个采样点信号，T₁,T₂,...,T_d-1分别为第n个采样点之后的采样时刻；在混沌系统中，延迟时间满足T_m＝mτ条件，其中τ为延迟时间，T_m表示第m个采样时刻，丙烯聚合过程的输入信号由嵌入维数和延迟时间重构为动态混沌系统信号z(n)＝[s(n),s(n+τ),s(n+2τ),...,s(n+(d-1)τ)]，其中，z(n)为第n时刻的混沌重构信号，τ是延迟时间，d为输入信号的嵌入维数。

4.根据权利要求3所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述延迟时间和所述嵌入维数分别由互信息法和伪最邻近法得到。

5.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述Gabor核函数定义如下：

其中，z表示重构变量的坐标信息，u表示Gabor滤波器的方向，v表示Gabor滤波器的尺度，i为复数符号，exp(ik_u,vz)为复指数形式的震荡函数，σ²为核函数宽度，k_u,v表示Gabor滤波器在各个尺度各个方向上的响应。

6.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述输入特征信号由所述Gabor核函数卷积得到，表达式如下：

G_u，v(z)＝f(z)*ψ_u，v(z) (2)

其中，G_u,v(z)表示坐标z附近对应尺度v和方向u的卷积函数，ψ为Gabor核函数，利用Gabor函数对输入变量分析得到复数形式的输入特征信号：

G_u，v(z)＝Re(G_u，v(z))+jIm(G_u，v(z)) (3)

Gabor特征信号的幅值与相位分别为：

7.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述极端随机树测量模型模块，采用极端随机树、基于集成学习框架来完成输入到输出的映射建模。

8.根据权利要求1所述的丙烯聚合质量在线检测系统，其特征在于，所述极端随机树通过引入超参数赋予权重向量零均值的高斯先验分布来确保模型的稀疏性，超参数可以采用最大化边缘似然函数的方法来估计。