专利名称：一种聚丙烯熔融指数在线动态预报方法
技术领域：
本发明涉及ー种聚丙烯熔融指数在线动态预报的设计方法。
背景技术：
聚丙烯树脂是以丙烯单体为主聚合而成的ー种通用合成树脂材料，在国民经济发展和人民日常生活中占有重要地位。通常，用熔融指数作为聚丙烯产品的质量指标，在エ业生产中以每2小时人工采样化验一次加以严格控制。然而，为生产高质量聚丙烯产品和追求企业经济的高效益，聚丙烯装置需要进行产品质量在线控制，即实现熔融指数在线测量和控制。但作为ー个大量參数相互耦合的多输入多输出强非线性聚合生产过程，传统的熔融指数机理建模測量方法受到很大的限制。因此，聚丙烯熔融指数在线预报測量已成为当今聚丙烯エ业先进生产技术的ー个关键研究任务。经过对现有关于熔融指数预报方法文献 的检索发现，目前聚丙烯熔融指数预报方法主要有根据生产经验的数据模型预报方法、丙烯聚合过程机理模型预报方法和结合机理与数据的混合模型预报方法等。根据生产经验的数据模型预报方法，也称经验模型预报方法，是通过实测或依据积累的操作数据，用数学回归方法和神经网络等方法得到经验模型，进而实现熔融指数的在线预报。其中，神经网络技术由于完全不依赖生产过程的机理，在经验模型预报中占很大的比重。但数据模型预报方法通常只适用特定少数聚丙烯牌号生产过程，且为保证预报结果可靠性，需要对数量庞大的数据做预处理，耗时耗カ而且预处理方法选择的优劣会影响预报精度；机理模型预报方法可以充分利用现有聚合过程机理知识，从聚合过程的本质认识外部特征，适用范围较大，但对于日趋大型化的聚丙烯生产过程，很难精确地建立聚合反应机理模型；结合机理与数据的混合模型预报方法则兼顾机理模型预报方法和数据模型预报方法二者的优点，互补其短，是目前熔融指数在线预报方法的前沿技木。但在线预报器设计所用到的相关专业理论知识较多，不便于被工程技术人员掌握和推广使用，而且如果两者模型的“结合点”选取不当，预报效果并不理想。因此，近十几年来，相关学者和工程专家对于这个具有挑战性的重要难题进行了大量深入地研究和探讨，以满足当前聚丙烯生产实践对于有效、简便地实现在线动态高精度预报聚丙烯熔融指数的迫切要求。
发明内容
为了克服已有聚丙烯熔融指数在线预报方法的操作复杂、在线投运困难、实用性差的不足，本发明提供ー种设计简单、易于在线投运、实用性强的聚丙烯装置熔融指数在线动态预报方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是ー种聚丙烯熔融指数在线动态预报方法，所述预报方法包括如下步骤I)、建立聚丙烯熔融指数Q阶离散形式的參数模型结构，參见式(I)
y{k) = b0{k) + X_BXql)uXk-d) +
权利要求
1.一种聚丙烯熔融指数在线动态预报方法，所述预报方法包括如下步骤 1)、建立聚丙烯熔融指数Q阶离散形式的参数模型结构，参见式(I) 其中，正整数(Q是模型式(I)的阶次；bjk)为未知参数，由本步骤第3)步辨识计算得到；y (k)为第k时刻聚丙烯熔融指数；Ul (k-d)和U2 (k-d)分别表示第k-d时刻聚合装置1#管的氢气输入量与丙烯输入量之比和聚合反应温度；u3(k-d)和U4(k-d)分别表示第k-d时刻聚合装置2#管的氢气输入量与丙烯输入量之比和聚合反应温度；d为聚合物平均反应停留时间；e(k)表示第k时刻均值为O的不相关随机噪声；系数A (Cf1) Bij,.. ^(q-1)是m阶多项式，标号i = 1，…，4 ; j = 1，…，i ;…；t = I, . . . , s ;系数C(q1是n阶多项式。多项式Ai1)、Bij...,(Cf1)和C(Cf1)参见式⑵ A (q_1) = aj (k) q-1+... +am (k) q_m Bu..Jcf1) =(2) C (q_1) = 式中，q—1 表示时延算子符号；系数 ajk), am(k), C1 (k), , cn(k), b^- ta(k),,bu..t,m(k)，(i = I, . . . ,4 ； j = I, . . . , i ；. . . ；t = I, . . . , s)为模型式(I)在第 k 时刻的未知参数，由本步骤第3)步在线辨识计算得到。
2)、对操作参数的数据作归一化处理，参见式(3) 其中，U'为归一化后的值；Uh和U1分别表示该操作参数的变化上限和下限，是通过对操作数据统计分析得到。
3)、运用渐消记忆增广最小二乘算法递推辨识熔融指数模型式(I)在第k时刻的参数bg (k)，(k) ... Bm (k)，C1 (k)， ，cn(k)， bij...t，i (k)， ，bij _t m (k)，(i 一 l，...，4;j 一I， ，;[; . ;t=l，...，s)，其算法参见式(4).9 (k) = 9 (k_l)+K(k) [y (k)_h(k)T Q (k_l)]， 其中，A G (0,1]为遗忘因子；0 (k)为第k时刻模型式⑴的辨识参数向量；K(k)表示第k时刻校正系数矩阵；P(k)表示第k时刻记忆系数矩阵；h(k)表示第k时刻过程参量的历史数据向量。e (k)和h(k)表达式分别如下 0(k)T = [b0(k), bia(k), bljm(k),…，(k)，…，， aj (k),…，am(k), C1 (k), cn(k)],h(k)T = [I,M1 (A - J - I), ,M1 (A - J -m), , Ulj Ak _d _ I), ,u1] t{k -d-m\ y(k -1),…,少(々-m), e(kn)\e(k) = y(k)-h(kf6(k) 其中，符号“T”表示向量的转置表示第s时刻的随机噪声的估计，s=k, k-1， ，k-n ;变量 uu t (k-d-1) = Ui (k-d-1) Uj (k-d-1)…ut (k-d-1), I = I， ，m。 . 4)、在线测量丙烯输入量、氢气输入量和聚合反应温度，并计算氢气输入量和丙烯输入量之比，再根据在线辨识的参数0和熔融指数预报模型式(I)，在线动态预报聚丙烯生产装置中产品的熔融指数值。
熔融指数在线预报器在每次实验室化验结束后自动启动模型式(I)参数更新程序，继而根据最新的模型参数，在每个采样时刻在线测量计算氢气输入量和丙烯输入量之比和聚合反应温度，利用模型式(I)在线预报聚丙烯产品中的熔融指数。周而复始，实现聚丙烯生产过程中熔融指数的在线动态预报。
全文摘要
本发明公开了一种聚丙烯熔融指数的动态在线预报方法。通过点击工控机组态界面上的按钮启动事先编写好的熔融指数在线预报的程序，以聚丙烯全流程工艺熔融指数动态预报数学模型为基础，结合渐消记忆增广最小二乘法实现聚丙烯熔融指数的在线预报。本发明的最重要的特征是在聚合装置连续生产的状态下，仅通过在线测量计算氢气与丙烯输入流量比值和聚合反应温度，即可在相当宽的范围内在线预报聚丙烯树脂的熔融指数，具有简便有效、预报方法实施方便和低成本的优势，可极大地提高聚丙烯关键质量的检测频率和效率，降低不合格产品的排放，提高生产经济效益和市场竞争力。
文档编号G06F19/00GK102663220SQ20121005170
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者何德峰, 俞立, 宋秀兰 申请人:浙江工业大学