一種自適應動態軟傳感器智能化建模方法*

曲華超 孟凡強 趙成斌

（1.中國人民解放軍92667部隊 青島 266102）（2.中國人民解放軍91206部隊 青島 266108）

1 引言

流程工業過程中存在一類直接關系到產品質量與等級的關鍵參數，無法通過常規傳感器測量，而是通過離線實驗室分析或在線分析儀表的方式進行測量。然而，實驗室分析導致長達數小時的測量滯后；分析儀表價格昂貴，也需要頻繁與周期性地維護［1］。另一方面，《中國制造2025》戰略規劃制定了綠色、高效、高質的發展目標，而巨大的測量滯后以及高昂的投資和維護費用嚴重影響了流程企業的產品質量以及成本，給當前流程工業智能化轉型升級帶來了極大的挑戰［2］。

相對于上述兩種“硬”測量方式，人工智能驅動的軟傳感器具有無測量滯后、易維護、投資和維護成本低等優點，成為關鍵參數虛擬測量的有效手段，也是我國流程工業實現跨越式發展的一項必備技術［3］。軟傳感器的本質為具有預測功能的數學模型，以容易測量的輔助參數（如溫度、壓力、流量等）為輸入，對關鍵參數進行估計。因此，軟傳感器模型的建立是軟傳感器技術的核心部分。然而，流程工業過程呈現出十分復雜的特性。例如，長流程、大時間常數導致過程呈現復雜的非線性與動態特性，輔助參數與關鍵參數間存在很大的時延；過程內外部的變化因素（如原料變化、工況變化、催化劑活性降低、機械結構磨損等）導致過程呈現明顯的時變特性［4］。傳統的軟傳感器建模方法大多考慮單一的數據特性。……