1。3。2  软测量技术基本原理

软测量技术的用途广泛，它在工业过程中主要有如下功能：故障冗余计算、实时估计、多路复用和智能校正等。基于可直接测量或易于测量的过程变量与难以直接测量的待测过程变量之间的数学关系，采用各种计算方法，用计算机软件实现待测量的测算。用计算机实现辅助变量（过程可测量）对主导变量（待测变量）的计算称为目前解决问题的主要途径。软测量技术业已发展了几十余年，它在实际生产中广为应用。通过下图可以简略描述其结构：

图1。1  软测量基本流程

软测量技术的4个相关要素是中间辅助变量的选择，数据处理，软测量模型的建立，软测量模型的在线校正。软测量建模可以说是整个软测量技术的关键问题和技术难点。线性软测量模型的建立一般在卡尔曼滤波理论基础上，但对模型误差和测量误差很敏感，对于严重非线性过程则难以处理[2]。对于非线性过程，应采取现在的前沿技术。文献综述

软。测量技术一般按照模型建立的方法进行分类。目前软。测量根据模型建立的方法，主要分为以下几种：基于状态估计的软测量，基于人工神经网络的软测量，基于模糊数学的软测量，基于回归分析的软测量，基于相关分析的软测量，基于模式辨识的软测量，基于工艺机理分析的软测量，基于现代非线性信息处理技术的软测量[7]。

本文中所用的软测量方法是基于状态估计的软测量方法。随着自控理论的不断发展，软测量技术的研究领域在静态到动态、线性到非线性、无校正功能到有校正功能的过程，这其中离不开计算机信息技术的发展，可以说，软测量已然发展成了仪表研究技术及过程测控技术的主要方向之一。软测量技术得到了长足的发展，并且有着日益广阔的运用空间和发展前途。

1。3。3  软测量技术的应用

a。软测量技术的适用范围：

稳态工况下，若不是稳态工况，不能准确的表征两者之间的关系，数据一直大范围变化则不适合模型的训练。

精度要求：由软测量技术估算得到的过程量应当在工艺允许的精确度范围内；

能通过其他检测手段根据过程变量估计值对系统数学模型进行校验，并根据两者偏差确定数学模型校正与否[2]；

直接检测被估过程变量的自动化仪表较贵或维护困难；

被估测的过程量应具备灵敏性，精确性，鲁棒性，合理性及特异性[2]。

灵敏性：这样模型的输出变量才会有快速的响应；

精确性：模型的输入要有一定的精确度，才能保证使模型的精度不会由于引人这些输入变量而造成较大的误差等负面影响；

鲁棒性：即构成的估计器对数学模型的误差不敏感等；来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

合理性：即这些过程变量对被估计的过程变量影响比较大；

特异性：选择的二次变量对主导变量以外的干扰不敏感。

b。应用

在不增加或少增加投资的条件下，软测量技术将会得到广泛应用，从而对过程检测和控制系统产生巨大影响[2]。

1。打破传统单输入单输出仪表格局：软测量仪表是多输入多输出智能型仪表，它可以是专用仪表，也可以是由用户进行编程的通用仪表，一些价格较贵难维护的仪表将为软测量仪表所代替；

2。实现在同一仪表中结合软测量技术与控制技术：采用智能总线化仪表后，在一台仪表中实现多个回路的控制将成为可能[6]；

3。修改方便：软测量是面向对象的算法，要编程来实现其数学模型，通过程序或组态操作能够简便地对系统模型的参数进行快速修改，甚至可以对推理控制模型进行修正；