工控摘要：然而對(duì)于許多工業(yè)過程來說，一些重要的輸出變量較難或根本無(wú)法通過在線直接檢測(cè)得到。軟測(cè)量技術(shù)就是為解決上述矛盾而逐漸發(fā)展起來的一個(gè)技術(shù)分支，其基本思想是以易測(cè)的過程變量（輔助變量）為基礎(chǔ)
　　
　　當(dāng)今工業(yè)界對(duì)過程控制系統(tǒng)的要求越來越高，不僅希望控制指標(biāo)能保持平穩(wěn)和快速跟蹤，而且常常希望控制指標(biāo)能以一定的方式顯示出來。然而對(duì)于許多工業(yè)過程來說，一些重要的輸出變量較難或根本無(wú)法通過在線直接檢測(cè)得到，如精餾塔的產(chǎn)品濃度，濕蒸汽干度，發(fā)酵罐的菌體濃度等；或者是檢測(cè)元件的存在會(huì)使工作裝置可靠性下降，維護(hù)不方便等，從而大大限制其在系統(tǒng)要求較高的控制場(chǎng)合中的應(yīng)用。
　　
　　為了解決這類過程的控制問題，工業(yè)上一般采用兩條途徑：一種是間接質(zhì)量指標(biāo)控制，但這種方式的運(yùn)用往往伴隨著許多假設(shè)的限制條件；另一條途徑是采用在線分析，但這需要較大的投資和較多的人力物力對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，而且往往會(huì)引起較大的滯后，從而使控制系統(tǒng)復(fù)雜化，也給調(diào)節(jié)品質(zhì)帶來不利影響。
　　
　　軟測(cè)量技術(shù)就是為解決上述矛盾而逐漸發(fā)展起來的一個(gè)技術(shù)分支，其基本思想是以易測(cè)的過程變量（輔助變量）為基礎(chǔ)，利用易測(cè)過程變量和待測(cè)過程變量（難測(cè)的主導(dǎo)變量）之間的某種關(guān)系，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)（計(jì)算和估計(jì)），求出它們之間的關(guān)系式，此關(guān)系式稱為軟測(cè)量模型，根據(jù)此模型編制程序，再由計(jì)算機(jī)求出待測(cè)過程的主導(dǎo)變量。建立軟測(cè)量的方法有裉多，有線性估計(jì)、機(jī)理推導(dǎo)、回歸分析等。但是，現(xiàn)代工業(yè)過程內(nèi)在機(jī)理復(fù)雜，而且存在嚴(yán)重的非線性和不確定性問題，單純依據(jù)傳統(tǒng)的軟測(cè)量模型難以真實(shí)的描述過程特性。
　　
　　所以近年來，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)等智能方法引入了軟測(cè)量。該課程是為本科生開設(shè)的，所以僅以傳統(tǒng)的軟測(cè)量介紹為主，對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)；而基于狀態(tài)估計(jì)、模式識(shí)別、濾波理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊數(shù)學(xué)等方法引入的軟測(cè)量，主要用于對(duì)過程動(dòng)特性（即被控過程的數(shù)學(xué)模型和狀態(tài)變量）的測(cè)試.軟測(cè)量技術(shù)主要由4個(gè)相關(guān)要素組成，分別為中間輔助變量的選擇、數(shù)據(jù)處理、軟測(cè)量模型的建立和軟測(cè)量模型的在線校正。其中軟測(cè)量模型的建立是軟測(cè)量技術(shù)zui重要的組成部分。
　　
　　軟測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用
　　
　　1．軟測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用條件
　　
　　軟測(cè)量技術(shù)作為一種新的檢測(cè)與控制技術(shù)，與其他技術(shù)相似，只有在適用范圍內(nèi)才能充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，因此必須對(duì)其適用條件進(jìn)行分析：通過軟測(cè)量技術(shù)所得到的過程變量估計(jì)值必須在工藝過程所允許的度范圍內(nèi)；能通過其他檢測(cè)手段得到過程變量估計(jì)值以對(duì)軟測(cè)量模型進(jìn)行校驗(yàn)，并根據(jù)兩者偏差確定數(shù)學(xué)模型校正與否；直接檢測(cè)被估過程變量的檢測(cè)儀表較貴或維護(hù)困難；被估過程變量應(yīng)具有靈敏性、性、合理性等。
　　
　　2．軟測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
　　
　　軟測(cè)量技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于過程工業(yè)中，應(yīng)用領(lǐng)域包括煉油、石化、造紙、食品、醫(yī)藥、紡織及微電子行業(yè)。其中，大量應(yīng)用于化工行業(yè)的反饋控制、操作指導(dǎo)、質(zhì)量管理、調(diào)度優(yōu)化等環(huán)節(jié)。
　　
　　目前，就實(shí)際應(yīng)用而言，在一些技術(shù)較發(fā)達(dá)的國(guó)家已有許多成功地將軟測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)過程的例子，如美國(guó)的德州MT煉油廠及比利時(shí)的烯烴生產(chǎn)線等。國(guó)內(nèi)軟測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，但也有一些成功的例子，加石家莊煉油廠和上海煉油廠。
　　
　　3．尚存在的問題
　　
　　軟測(cè)量技術(shù)的發(fā)展依賴于兩個(gè)基本問題的解決：可計(jì)算性與實(shí)時(shí)性問題。首先，用哪些可測(cè)變量和哪些關(guān)系式，能夠*和準(zhǔn)確的確定所需的不可測(cè)變量？即不可測(cè)變量的計(jì)算問題。其次，實(shí)時(shí)性是建立軟測(cè)量的目的之一和優(yōu)勢(shì)所在。所以還需要解決好以下問題：①確定既簡(jiǎn)單、便于實(shí)時(shí)計(jì)算又保持一定的精度的軟測(cè)量模型的問題還沒有理想的解決方案。（D軟測(cè)量技術(shù)的通用性。
　　
　　總的來說，軟測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在檢測(cè)控制方面取得了不少有意義的成果，但目前尚未形成系統(tǒng)的理論。由于工業(yè)過程的復(fù)雜性決定了不可能只采用一種技術(shù)就可以的解決過程建模和控制問題，因此將各種技術(shù)結(jié)合起來，已成為現(xiàn)今研究和應(yīng)用的潮流。