第 23 卷第 6 期 高 校 化 学 工 程 学 报
No.6
Vol.23
2009 年 12 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Dec.
2009
文章编号：1003-9015(2009)06-1044-07
移动窗递推 PLS 软测量建模及其工业应用
徐欧官, 陈祥华
(浙江工业大学 之江学院, 浙江 杭州 310024)
摘 要：讨论了基于递推部分最小二乘(RPLS)算法的软测量建模方法及其应用。针对过程的时变特性，采用移动窗
RPLS 算法，在线修正样本的均值和方差，实时更新模型参数，兼顾了建模样本的饱和性、样本信息的完整性。然后
将软测量模型应用于工业异构化装置，在线估计对二甲苯(PX)的含量。针对大量工业数据，进行仿真计算，得到模型
的最大相对误差、相对均方误差和跟踪性能指标分别为 2.68%、0.17%和 0.9569，说明该软测量模型具有良好的预测能
力和跟踪性能。接着讨论了建模样本长度对模型性能的影响，指出其最佳的样本长度为 20~50。
关键词：软测量；递推部分最小二乘(RPLS)回归；工业异构化装置；在线估计；建模样本长度
中图分类号：TQ018; TP273 文献标识码：A
Recursive PLS Soft-Sensor with Moving Window of Fixed Length and its
Commercial Application
XU Ou-guan, CHEN Xiang-hua
(Zhijiang College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310024, China)
Abstract: A soft-sensor modeling method based on the recursive partial least squares (RPLS) regression and
its application to an industrial unit were discussed in this paper. A simplified RPLS method with moving
window of fixed length was proposed to re-estimate the parameters of the model by updating the mean value
and variance of the modeling samples with the consideration of saturation and information integrality of the
samples. The model was then applied to an industrial isomerization unit for on-line estimation of the
para-xylene (PX) concentration. A large number of commercial data were simulated, and the high performance
of the soft-sensor is demonstrated by the fact that the maximum relative error, relative root mean square error
and tracking precision are 2.68%, 0.17% and 0.9569, respectively. At the same time, the discussion about the
effect of the modeling sample length on the performance of the model was performed and the optimized sample
length was recommended to be 20~50.
Key words: soft-sensor; recursive partial least squares (RPLS) regression; industrial isomerization unit;
on-line estimation; modeling sample length
1 前 言
产品质量是现代企业生存和发展的关键。因此，产品质量指标或与其密切相关的重要过程参数的测
量和控制已成为人们密切关注的焦点，但由于经济或技术的原因，这些指标或过程参数的实时检测很难
实现。软测量技术的出现解决了这类难题，通过采集过程中比较容易测量的辅助变量，构造推断估计器
来估计主导变量，并克服扰动和测量噪声对它的影响
[1~3]
。软测量技术受到了国内外学者和生产企业的广
泛关注。
芳烃异构化是将二甲苯异构体中的邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)和乙苯(EB)转化为价值更高的对二
收稿日期：2008-11-30；修订日期：2009-04-21。
基金项目：浙江省重大科技专项(2008C11130)。
作者简介：徐欧官(1978-)，男，浙江省临海市人，浙江工业大学之江学院讲师，博士。通讯联系人：徐欧官，E-mail：xuouguan@zjc.zjut.edu.cn
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