甘蔗煮糖过程蔗糖晶体的形成和长大与煮糖罐内的结晶环境密切相关,受母液过饱和度、温度和真空度等条件所影响。由于煮糖过程机理异常复杂,难以建立精确的数学模型,所包含的信息有定性、定量等多种模态。目前国内尚无适用的煮糖过程自动化监控技术,绝大多数制糖企业依然沿用传统人工煮糖模式,在煮糖过程中,通过取样棒抽取物料,在玻璃片上观察晶粒大小、母液含量和吸收程度,从而对煮糖过程结晶状态进行分析,判断在当前锤度、温度和真空度等条件下晶粒是否处于较好的结晶状态,进而调整进料量或者进水量。针对这种现状,本文在详细分析煮糖过程测量技术发展现状的基础上,对煮糖过程及专家系统进行了研究,并将专家系统应用到煮糖过程结晶状态的预测过程中。结合专家经验知识,建立以煮糖过程锤度、温度和真空度等参数为条件,以煮糖过程结晶状态分析结果为结论的专家系统知识库。通过专家系统对当前的结晶状态进行判断分析。对于煮糖过程结晶状态预测专家系统知识获取困难的问题,本文对专家系统知识获取方法进行了研究,运用基于粗糙集理论的数据挖掘方法,从与结晶状态密切相关的参数中提取出结晶状态预测的知识。考虑到仅从积累的历史数据和经验中提取的预测知识不能完全解决对结晶状态在线预测的问题,为了提高专家系统在线预测的能力,本文以专家系统的知识作为学习样本,结合支持向量机和粒子群算法,对煮糖过程结晶状态预测模型的构建方法及模型参数寻优算法进行了研究,有效提高了预测模型的预测准确度和泛化能力。采用VC++6.0研发了煮糖过程结晶状态预测专家系统,并在自主研发的煮糖过程智能综合监控平台上对专家系统进行测试,结果表明,随着专家系统知识库的不断在线更新与完善,专家系统对结晶状态的预测准确率达到了96.0%,可以在实际煮糖生产过程中对结晶状态进行预测。