基于数据驱动技术的软测量集成系统开发

【摘要】随着科学技术的不断发展,软测量以工业软仪表的形式在各类工程应用中均有所涉及。通常软测量主要应用于具体问题的处理上,确定的软测量解决方案,使其建立的模型针对性较高,提供模型种类较为单一,同时,由于提供了先验性的条件保障,这类软测量一般具有确定的辅助变量数目和数据预处理方式。实际应用中,这种固定的软测量形式一般难以柔性适应环境变化,且无法移植到其它类似问题的处理上,并且有开发成本大、开发周期长、资源利用低、现场操作人员不易上手等问题。针对上述问题与实际工程中软测量的需求,本文在广泛深入分析软测量数据预处理、辅助变量选择、模型建立、模型校正等方面的研究与应用现状的基础上,基于VisualC–+6.0平台,开发了具有较高通用型、实时性、可维护性的软测量集成系统。主要工作包括:1)软测量集成系统的需求分析及功能设计根据软测量系统的原理和一般步骤以及时效性和通用性的系统需求,对软测量集成系统进行需求分析,对系统应具有的主要核心功能进行详尽的设定。2)软测量集成系统的开发实现根据软测量的设计依据,对系统框架进行搭建；考虑到在线软测量的易操作及系统安全性的要求,将系统分为软测量开发平台和在线软测量平台,并基于VisualC++6.0开发平台实现通用软测量集成系统的开发。针对系统的时效性和数据安全性需求,采用OPC客户端获取实时数据,借助单例模式进行数据操作；为达到通用软测量的目的,以主元分析法作为自由选择辅助变量选择的指导依据,设计了多方案的数据预处理模块,模型建立分别提供了常用软测量建模以及多模型融合的方案,用户可按需求构建摸型,以达到通用性的目的,并在VisualC++6.0环境下调用OpenCV库函数实现矩阵运算,降低模型算法的复杂度；为确保模型的高精度预测输出,提供PD和自适应交叉验证算法进行模型校正；最后将涉及到的算法进行了封装,以及在线软测量系统等相关模块功能的开发。3)软测量集成系统的测试分析对软测量集成系统进行软件测试分析,根据一般软件的测试过程：单元测试、集成测试、确认测试、系统测试的流程分别对系统的各个模块进行了全面的测试,对其应用进行先验保障,并以丁苯橡胶聚合转化率的预测为例,对各建模方案进行了测试对比。
【作者】刘健；
【导师】李炜；
【作者基本信息】兰州理工大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】软测量；数据驱动；OPC；多模型融合；软测量建模；

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