過程魯棒數(shù)據(jù)校正方法及應用研究.pdf

1、工業(yè)過程數(shù)據(jù)的準確性和可靠性是操作分析與改進,過程控制與優(yōu)化以及工廠管理的基礎(chǔ)。但是,由于儀表失靈,測量偏差和裝置泄漏等原因,工業(yè)測量數(shù)據(jù)中不可避免地存在各種誤差。數(shù)據(jù)校正的任務就是利用各種過程冗余信息對測量數(shù)據(jù)中的誤差進行處理,使其滿足過程內(nèi)在的物料平衡、能量平衡以及其它關(guān)系式。目前,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)校正方法主要是先進行過失誤差偵破與識別,再用最小二乘法為目標函數(shù)進行數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)。基于魯棒估計的數(shù)據(jù)校正方法是將數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和過失誤差偵破與識別同步進

2、行,它是一種能夠降低過失誤差的影響又具有較高協(xié)調(diào)性能的方法。
　　針對現(xiàn)有魯棒數(shù)據(jù)校正方法的不足,本文研究了魯棒數(shù)據(jù)校正方法的基本概念和原理,并根據(jù)M-估計原理構(gòu)造了一種新的魯棒函數(shù),提出了一種魯棒數(shù)據(jù)校正新方法。與具有代表性的Huber法和Cauchy法性能上的比較和分析可知,新方法可有效降低過失誤差的影響,表現(xiàn)出更強的魯棒性。
　　從變量的敏感性和冗余度方面分析,本文定性定量地研究了基于魯棒估計的數(shù)據(jù)校正方法對具有過失誤

3、差變量的冗余度影響。結(jié)合實例分析可知,當采用魯棒數(shù)據(jù)校正方法時,權(quán)矩陣的引入可增大具有過失誤差變量的冗余度,并降低估計結(jié)果對過失誤差的敏感程度,從而提高數(shù)據(jù)的校正精度。
　　本文將新魯棒函數(shù)與穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)約束方程組聯(lián)合構(gòu)成了魯棒穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)校正新模型。為了驗證新模型在過程穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中的有效性并考察其性能,本文對具有代表性的線性和非線性問題實例進行了仿真研究。計算結(jié)果表明,當存在過失誤差時,新方法的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和過失誤差偵破性能優(yōu)于Huber法和

4、Cauchy法,其魯棒性也高于Huber法和Cauchy法。同時,本文研究了過失誤差偵破率隨著過失誤差大小分布的變化情況,結(jié)果表明在偵破小過失誤差時,較Hubcr法和Cauchy法,新方法具有更好的偵破性能,表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。
　　本文將新魯棒函數(shù)與動態(tài)系統(tǒng)約束方程組聯(lián)合構(gòu)成了魯棒動態(tài)數(shù)據(jù)校正新模型。為了驗證新模型在過程動態(tài)系統(tǒng)中的有效性并考察其性能,本文對文獻中常用的反應釜動態(tài)系統(tǒng)和連續(xù)攪拌釜動態(tài)系統(tǒng)實例進行了仿真研究。串聯(lián)反應