本书主要阐述基于软测量技术的液体组分浓度检测方法，介绍软测量技术基本理论、关键技术及其应用。主要内容分为三部分：第一部分是概述，介绍软测量相关概念及分类，总结液体组分浓度检测方法研究现状；第二部分介绍软测量技术在氧化铝生产过程中铝酸钠溶液组分浓度检测中的应用，包括数据预处理技术、数据驱动建模技术、机理与数据驱动相结合的混合建模技术等；第三部分主要介绍软测量技术在集约化水产养殖水质参数检测中的应用。
样章试读
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前 言
1 软测量技术概述 1
1.1 软测量技术简介及分类 1
1.2 软测量中的数据预处理及建模方法研究现状 3
1.2.1 数据预处理方法 3
1.2.2 数据驱动建模方法 7
1.2.3 混合建模方法 10
1.3 软测量技术在液体组分浓度检测中研究现状 11
2 铝酸钠溶液组分浓度检测方法概述及软测量问题描述 13
2.1 铝酸钠溶液组分浓度检测方法概述 13
2.1.1 氧化铝及铝酸钠溶液简介 13
2.1.2 铝酸钠溶液组分浓度检测研究现状及存在的问题 15
2.1.3 铝酸钠溶液组分浓度主要研究内容 19
2.2 铝酸钠溶液组分浓度软测量问题描述 21
2.2.1 氧化铝生产工艺过程描述 22
2.2.2 原矿浆制备过程铝酸钠溶液组分浓度检测过程描述 26
2.2.3 原矿浆制备过程铝酸钠溶液组分浓度软测量问题描述 31
2.2.4 铝酸钠溶液组分浓度特性分析 34
2.2.5 铝酸钠溶液组分浓度软测量难度分析 40
2.3 本章小结 41
3 基于改进Fast-MCD的数据预处理方法 42
3.1 稳健估计简介及存在问题 42
3.1.1 M估计 44
3.1.2 S估计 44
3.1.3 MCD估计及存在的问题 44
3.2 基于模糊聚类的改进Fast-MCD稳健估计算法 46
3.2.1 Fast-MCD估计及存在的问题 46
3.2.2 模糊聚类 47
3.2.3 改进的Fast-MCD稳健估计方法 48
3.3 基于改进Fast-MCD的溶液温度和电导率数据预处理 49
3.3.1 数据描述 49
3.3.2 试验结果与分析 50
3.4 本章小结 55
4 基于数据驱动的HRNNPLS铝酸钠溶液组分浓度软测量方法 56
4.1 非线性动态PLS方法及存在问题 57
4.2 基于数据驱动的HRNNPLS建模方法 58
4.2.1 问题描述 59
4.2.2 HRNNPLS模型结构 60
4.2.3 HRNNPLS模型算法 66
4.3 基于HRNNPLS算法的铝酸钠溶液组分浓度软测量 73
4.3.1 问题描述 73
4.3.2 组分浓度软测量方法 74
4.4 仿真试验 74
4.4.1 数据描述 74
4.4.2 模型参数选择 75
4.4.3 试验结果与分析 76
4.5 本章小结 84
5 机理与数据驱动相结合的铝酸钠溶液组分浓度软测量方法 85
5.1 铝酸钠溶液组分浓度软测量混合建模问题描述 85
5.2 机理与数据驱动相结合的铝酸钠溶液组分浓度软测量策略 86
5.3 机理近似与误差补偿相结合的苛性碱、氧化铝浓度软测量 87
5.3.1 基于机理近似的苛性碱、氧化铝浓度主模型算法 88
5.3.2 基于PCA与NN结合的苛性碱、氧化铝浓度误差补偿模型算法 95
5.3.3 基于椭球定界的神经网络参数学习算法 96
5.4 同步聚类与TSK模糊模型相结合的碳酸碱浓度软测量 100
5.4.1 同步聚类算法 101
5.4.2 TSK 模糊模型算法 102
5.4.3 基于稳定学习的模型参数估计算法 103
5.5 仿真试验 106
5.5.1 数据描述 106
5.5.2 模型参数选择 107
5.5.3 试验结果与分析 109
5.6 两种铝酸钠溶液组分浓度软测量方法的比较研究 119
5.6.1 两种方法适用范围比较 119
5.6.2 两种方法性能比较 120
5.7 本章小结 122
6 铝酸钠溶液组分浓度软测量系统的设计与开发 123
6.1 铝酸钠溶液组分浓度检测系统简介 124
6.1.1 取样分析系统 125
6.1.2 仪表控制系统 127
6.1.3 工控机及外围设备 128
6.2 铝酸钠溶液组分浓度软测量软件系统设计与开发 128
6.2.1 控制软件系统 129
6.2.2 监控软件系统 132
6.2.3 模型计算软件系统 136
6.3 工业试验 141
6.3.1 试验对象描述 141
6.3.2 试验设计与结果分析 143
6.4 本章小结 148
7 集约化水产养殖水环境关键参数软测量 149
7.1 集约化水产养殖水环境参数检测现状 150
7.2 水产养殖溶氧浓度预测模型研究 151
7.2.1 水产养殖溶氧浓度检测研究现状 151
7.2.2 基于NNPLS的养殖水体溶氧浓度预测 152
7.2.3 仿真试验 152
7.3 水产养殖氨氮浓度软测量方法研究 154
7.3.1 养殖水体中氨氮的来源及危害 154
7.3.2 水产养殖氨氮浓度检测研究现状 155
7.3.3 基于GA-SVM的养殖水体氨氮浓度软测量 158
7.3.4 仿真试验 161
7.4 本章小结 163
8 集约化水产养殖水环境软测量系统的研发 165
8.1 集约化水产养殖硬件系统设计 165
8.1.1 水循环系统硬件设计 167
8.1.2 PLC控制系统设计 168
8.1.3 水环境监控系统设计 168
8.2 集约化水产养殖水环境软件系统设计 169
8.2.1 循环水系统程序设计 169
8.2.2 水环境人机交互画面 171
8.3 本章小结 173
参考文献 174
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