文 献 综 述

前言：

在控制工程中，若要使生产装置处于最佳运行工况、实现卡边控制、多产高价值产品，从而提高装置的经济效应，就必须要对产品质量或与产品质量密切相关的重要过程变量进行严格控制。在线分析仪表（传感器）不仅价格昂贵、维护包养复杂，而且由于分析仪表滞后大等原因，最终将导致控制质量的性能下降，那一满足生产要求。还有部分产品质量目前无法测量，这种情况在工业生产的实例很多，比如某些精（分）馏塔产品成分，塔板效率，干点、闪点，反应器中反应物浓度、转化率、催化剂活性，高炉铁水中的含硅量等。为了解决这类问题，出现了不少方法，目前应用较广泛的是软测量。

软测量的基本思想是把自动控制理论与生产过程知识有机结合起来，应用计算机技术，针对难于测量或者暂时不能测量的重要变量，选择一些容易测量的变量，通过构成某种数学关系来推断和估计，以软件来代替硬件（传感器）功能。这类方法反应迅速，能够连续给出主导变量，且具有投资低、维护包养简单等优点。

近年来，国内外对软测量技术进行了大量研究。著名国际过程控制专家M caVoy教授将软测量技术列为未来控制需要研究的几个大方向之一，具有广阔的前景。

1.软测量的思想

参看图1（a）所示的对象输入、输出关系[1]。图中y代表主导变量，H代表可测的辅助变量，d和u分别表示可测的干扰和控制变量。软测量的目的就是利用所有可获得的信息求取主导变量的”最优”估计值y , 即构造从可测信息集，到y的映射：

通常，可测信息集包括所有的可测主导变量y（或主导变量y中部分可测的量）、辅助变量、控制变量u和可测干扰d。在这样的框架结构下，y的性能将依赖于过程的描述、噪声和扰动的特性、辅助变量的选取以及”最佳”的含义，即给定的某种准则。

可见，软测量的思想就是以易测的过程变量（Secondaryvariable，辅助变量）为基础，利用易测过程变量和待测过程变量（Primary variable，难测的主导变量）之间的数学关系（软测量模型），通过各种数学计算和估计，采用软件的形式实现对待测过程变量的测量。显然，软测量思想的核心就是构造一个以易测变量为自变量、主导变量为因变量的软测量模型，并通过各种复杂的数学计算和估计，用计算机软件获得主导变量的值。

图1（b) 表示在过程控制系统中所采用的软测量模型输入、输出与对象的输入、输出之间的关系，带下标r的变量yr代表被控变量（即主导变量）的设定值，开关K代表输出y的采样，用于在线校正，y代表由软测量模型获得的主导变量y的估计值。可见，软测量模型与一般意义下的数学模型有所不同，通常我们所指的数学模型主要是反映对象输出y与对象输入u或d之间的动态（或稳态）关系，而软测量则包含了通过对象输出求得对象输出y的估计值。