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熔融指数是聚丙烯生产过程中的重要质量指标,目前尚难以实现直接在线测量,软测量技术为实现其在线估计提供了一条可行的思路,这将有助于实现聚丙烯生产过程质量控制。本文在详细分析聚丙烯生产过程特点和工艺机理的基础上,综合利用机理知识、工业数据等过程信息开展了熔融指数软测量建模研究,建立了瞬时熔融指数模型和累积熔融指数模型,并以累积熔融指数模型为基础,开展了牌号切换策略研究。主要研究工作如下:(1)对软测量技术进行了全面的分析与总结。对多模型融合建模方法的研究现状进行了系统综述,将其分为数据驱动融合建模方法与混合建模方法,详细分析了这两类建模方法的设计思想、模型结构及其在过程工业软测量中的应用现状,并对其理论研究和工程应用的发展方向进行了展望。在软测量建模方法分类的基础上,着重对聚烯烃熔融指数软测量建模研究现状进行了总结与评述,为本文的研究工作提供了良好的基础条件;(2)针对聚丙烯生产过程的特点,将整个过程划分为稳定牌号生产过程与牌号切换过程,分析了熔融指数瞬时性质与累积性质之间的区别与联系。分别采用机理建模方法、Elman神经网络建模方法和集成Elman神经网络建模方法建立了3种瞬时熔融指数模型,然后将这3种模型应用于聚丙烯瞬时熔融指数估计研究中。仿真结果表明:集成Elman神经网络模型克服了机理模型非线性能力不足和Elman神经网络模型不稳定的问题,具有更好的预测性能;(3)采用机理分析方法推导得到了双环管下的聚丙烯累积熔融指数模型,并通过合理假设对该模型进行了简化。采用自适应集成Elman神经网络模型估计简化模型中未知的瞬时熔融指数,从而建立了一种串联结构的累积熔融指数混合模型。将该模型应用于聚丙烯牌号切换策略研究中,首先分析了氢气浓度对牌号切换过程的影响,然后根据一步调整策略得到了氢气适当过调有利于缩短切换过程过渡时间的结论,最后提出了一种接近实际生产过程的多步调整策略,仿真结果表明该策略可有效缩短牌号切换的过渡时间。本文开展的熔融指数建模与牌号切换策略研究工作,将有助于实现聚丙烯生产过程的质量监控,并为牌号切换过程提供操作指导。提出的多模型融合建模方法对过程工业软测量技术的研究和发展具有一定的借鉴意义和应用价值,有助于提高过程工业的生产操作水平,满足生产过程高效低耗运行的要求,进而提升过程工业的竞争力。