化工過程魯棒數(shù)據(jù)校正方法的研究.pdf

1、準確可靠的測量數(shù)據(jù)是實現(xiàn)裝置過程控制、模擬、優(yōu)化和生產管理的前提條件，而通過儀表測量獲取的過程數(shù)據(jù)中的誤差影響了數(shù)據(jù)的準確性。因此，需要利用數(shù)據(jù)校正技術消除測量數(shù)據(jù)中的誤差。通常測量數(shù)據(jù)中的誤差分為隨機誤差和過失誤差兩種，其中隨機誤差是指服從均值為0的正念分布的、相互獨立的誤差；而過失誤差可以認為是較少出現(xiàn)的、不服從正態(tài)分布的各類誤差的統(tǒng)稱。若測量數(shù)據(jù)中存在過失誤差，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)協(xié)調方法會將其分攤到其他未含過失誤差的測量數(shù)據(jù)中，從而導致協(xié)

2、調結果不可靠甚至惡化數(shù)據(jù)的準確性。魯棒數(shù)據(jù)校正技術能避免過失誤差影響、同時獲得準確可靠的校正結果，但現(xiàn)有的魯棒數(shù)據(jù)校正技術仍存在偵破率不高、穩(wěn)定性較差等缺點。
　　 本文研究了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)校正技術和魯棒數(shù)據(jù)校正技術的基本原理及研究進展，并在此基礎上，針對現(xiàn)有的魯棒數(shù)據(jù)校正技術的不足，提出了一種新的魯棒數(shù)據(jù)校正方法-雙權法。首先將校正值與測量值之差和標準差的商定義為相對殘差，在研究M-估計原理的基礎上，以相對殘差為變量，構造了一種新的

3、數(shù)據(jù)校正目標函數(shù)，使過失誤差對應的相對殘差的影響函數(shù)值為0，并與系統(tǒng)約束方程組聯(lián)合構成雙權法的數(shù)學模型。與經典的魯棒數(shù)據(jù)校正方法中常用的Huber法和Cauchy分布法進行了原理的對比分析可知，雙權法具有更強的魯棒性。
　　 為了驗證雙權法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。計算結果表明：對線性實例和非線性實例，雙權法的過失誤差偵破性能和數(shù)據(jù)校正性能更優(yōu)，而且其穩(wěn)定性明顯高于Huber法和

4、Cauchy分布法。因此，實際應用時應首選雙權法。另外，本文探討了雙權法模型中參數(shù)的選取對其校正性能的影響，并用非線性實例進行了驗證。
　　 泄漏不同于由儀表失靈等原因造成的過失誤差，存在系統(tǒng)泄漏時，過程的約束方程也隨之發(fā)生變化，因此傳統(tǒng)的魯棒數(shù)據(jù)校正方法無法處理含有泄漏的問題。本文根據(jù)泄漏的獨特性和雙權法的基本原理，以約束方程的相對殘差為變量，將其雙權函數(shù)式加權添加到原雙權法的目標函數(shù)中，然后與泄漏時的約束方程組聯(lián)合構成了一種