基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測(cè)量.pdf

1、跨西斜技大學(xué)論文題目：基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測(cè)量學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：控制科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：吳神導(dǎo)師：周強(qiáng)教授2016年6月基于稀疏分解的紙漿濃度與流量一體化測(cè)量摘要紙漿流量和紙漿濃度是造紙生產(chǎn)線上被檢測(cè)最頻繁的兩個(gè)物理量。紙漿流量與濃度的實(shí)時(shí)精確測(cè)量，對(duì)于改善洗漿、流送的生產(chǎn)效果，提高工作效率、節(jié)約生產(chǎn)成本等都相當(dāng)重要。目前測(cè)量紙漿流量使用最頻繁的電磁流量計(jì)價(jià)格較高，且核心技術(shù)仍處于保密階段。

2、紙漿濃度信號(hào)中由于噪聲的存在導(dǎo)致其測(cè)量精度也不高，且通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其中的噪聲信號(hào)隱含著紙漿流速信息。為此本文提出一種對(duì)紙漿濃度噪聲信號(hào)稀疏分解、稀疏原子進(jìn)行尺度分析和稀疏表示的方法，實(shí)現(xiàn)利用紙漿濃度傳感器測(cè)量紙漿流量和提高紙漿濃度測(cè)量精度。本文所做的主要工作可分述如下：(1)研究紙漿濃度信號(hào)的具體成分及其對(duì)應(yīng)性質(zhì)。通過(guò)研究紙漿纖維的具體存在形式以及力學(xué)式濃度傳感器的測(cè)量原理，得出紙漿濃度信號(hào)的組成成分。對(duì)其成分進(jìn)行分離和逐一分析，

3、證明了固有噪聲信號(hào)不同于其他成分的多種性質(zhì)，如多普勒效應(yīng)、尺度特性等，為后續(xù)工作提供理論支撐。(2)研究基于稀疏分解測(cè)量紙漿流量的方法。該方法根據(jù)紙漿濃度固有噪聲信號(hào)的特性，建立具有尺度特性的過(guò)完備原子庫(kù)來(lái)對(duì)固有噪聲進(jìn)行稀疏表示。通過(guò)標(biāo)定得到紙漿流速的計(jì)算公式，進(jìn)而得到紙漿流量。此外還證明了借助濃度傳感器測(cè)量紙漿流量方法的可行性。(3)研究基于稀疏分解測(cè)量高精度紙漿濃度的技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)量測(cè)噪聲信號(hào)的特點(diǎn)，通過(guò)建立不具有尺度特性的原子庫(kù)

4、來(lái)對(duì)量測(cè)噪聲進(jìn)行稀疏表示。從紙漿濃度信號(hào)中將稀疏表示的固有噪聲和量測(cè)噪聲分離出去，并利用紙漿流速值對(duì)紙漿濃度進(jìn)行速度補(bǔ)償，最終得到精度較高的紙漿濃度值。(4)紙漿濃度流量一體化測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)硬件的設(shè)計(jì)和軟件的開發(fā)，在DSP上實(shí)現(xiàn)了利用紙漿濃度信號(hào)測(cè)量紙漿流量值與高精度紙漿濃度值的一體化測(cè)量技術(shù)。通過(guò)以上研究工作，有望借助紙漿濃度傳感器測(cè)量得到紙漿流量值并進(jìn)一步提高紙漿濃度精度。在保證測(cè)量精度與實(shí)時(shí)性的前提下，可以極大地降低系