专利名称：电导率一阶阻容系统参数的动态滤波估计方法
技术领域：
本发明属于溶液电导率软测量技术领域，涉及到一种电导率一阶等效阻容系统参数的估计方法，特别涉及到考虑引线分布电容影响时，基于所量测的系统激励、响应数据，通过动态滤波重构出阻容系统参数估计值的方法。
背景技术：
溶液电导率作为一种重要的电化学参数，对其测量方法的研究探索在不断地深入。文献“ZHONG C Q, HAN H L, ZHANG L Y, et al.Summary of conductivitymeasurement [C].1EEE Proceedings of the 6th World Congress on IntelligentControl and Automation, June, 2006, 6: 5106-5110”对电极式电导率测量和电磁式电导率测量等方法进行了综述。目前常用的电极式电导率测量法主要受极化效应、电容效应和温度的影响，其中，温度的影响可采用恒温法或补偿法等予以消除，极化效应可采用交流或脉冲激励来消除，这样电容效应就成了影响溶液电导率测量的关键因素。随着软测量技术的发展，将软测量方法应用于溶液电导率测量时，主要思路是将作为干扰的电容效应建入数学模型，通过估计电容效应来加以消除，进而获得溶液电阻(电导率)的估计值。针对考虑引线分布电容影响的电导率一阶等效阻容系统模型，文献“崔鹏飞，张立勇，仲崇权，李丹.多频率方波激励阻容解耦软测量的数值模拟.仪器仪表学报，2010，31(1):154-160”采用多个频率的交流方波分别激励阻容系统，建立了激励信号、响应直流电压信号与电阻、电容两参数之间的数学模型，通过非线性最小二乘法对阻容参数进行估计，可削弱测量中多种不确定性的影响，但其优化求解采用最速下降法，需要进行迭代计算，存在迭代次数不确定的问题。为解决这一问题，专利文献“张立勇，仲崇权，李丹，周楷棣，凌经纬.电导率阻容网络参数的线性化实时估计方法(ZL 201010549653.7)”首先离线对上述激励信号、响应直流电压信号与电阻、电容两参数之间的数学模型进行多元多项式拟合，在线测量时利用离线拟合的多元多项式模型建立超定方程组，基于线性最小二乘原理，通过Gauss消元的有限步算术运算和四次方程求解的根式运算，可获得阻容参数的实时估计，但该方法中多元多项式拟合势必损失一定的精度。此外，专利文献“周楷棣，张立勇，凌经纬，仲崇权，李丹.基于幅相特性检测的阻容解耦软测量方法(ZL 201010173466.3)”针对考虑引线分布电容影响的电导率一阶等效阻容系统模型，采用正弦信号激励，利用对响应信号的多点采样拟合出其函数形式，进而获得阻容系统幅相特性参数，然后通过幅相特性与阻容参数的关系式求得阻容参数值；该方法中阻容系统幅相特性参数的获取依然是采用非线性最小二乘法、优化求解采用最速下降法，同样存在迭代次数不确定的问题。
发明内容
本发明针对考虑引线分布电容影响的电导率一阶等效阻容系统模型，采用正弦激励信号激励阻容系统，通过动力学系统动态滤波的方法，实时、准确地重构出阻容参数的估计值。
本发明将电导率的测量问题归结为电导池一阶等效阻容系统参数的估计问题，具体技术方案如下:建立电导池一阶阻容系统的传递函数模型为
权利要求
1.一种电导率一阶阻容系统参数的动态滤波估计方法，其特征在于以下步骤: (1)将电导池等效为考虑引线分布电容影响的一阶阻容系统，由其离散化后的状态空间模型式(5)和式(6):
全文摘要
一种电导率一阶阻容系统参数的动态滤波估计方法，属于溶液电导率软测量技术领域。其特征是将电导率的测量转化为考虑引线分布电容影响的一阶等效阻容系统的参数估计，具体是在小时段内待估阻容参数为定常的近似下，建立参数状态空间模型；采用一定频率的正弦激励信号激励阻容系统，基于对正弦激励信号和系统响应信号经高速A/D所获取的采样信号，启动依据参数状态空间模型所构建的Kalman滤波器，在每个小时段内都递推运算N步后，即获得各自小时段内溶液电阻和引线分布电容的估计值。本发明的效果和益处是具有较强的抗干扰能力，能以较高的精度获得阻容参数的实时估计，适用于电导率测量的工业在线应用。
文档编号G01R27/22GK103105538SQ20131000255
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者张立勇, 仲崇权, 卢伟, 杨春华, 王家跃, 李雄 申请人:大连理工大学