Matlab基于软测量技术的汽车行驶状态估计(3)
但是在汽车工程领域的应用还相对少点。问题的核心建立模型，其实是在直接测
量变量和待测变量之间找关系建立创建模型。
本文在软测量技术的基础上，先通过 carsim 模拟仿真数据，再利用卡尔曼
滤波。
1.2 软测量技术
1.2.1 软测量技术产生的背景
工业生产过程中有些关键变量如提炼过程油品的质量、反应过程的转化率、
聚合过程产品质量、PP 的熔融指数、分离过程精馏塔产品的组分、裂解过程产
物收率和裂解深度等，一些不能直接衡量，有些是在线分析仪是昂贵，并有大滞
后。这些变量往往是评价生产的关键指标，所以提出实时软测量有迫切需求。
集散控制系统（DCS）的广泛应用，每时每刻都产生大量生产过程中的实时
数据，为软测量的实现提供了可能。
软测量是利用生产实时数据为操作者提供辅助有用信息的有效途径。
1.2.2 软测量技术简介
软测量技术也被命名为软仪表技术（Soft-Sensing Technique），基本思想是把
自动控制与生产工艺知识理论相融合，对于难于测量或暂时不能测量的重要变量
（或称之为主导变量）应用计算机技术，选择另外一些容易测量的变量即二次变
量（或称之为辅助变量），通过构成某种数学关系来推断和估计，以软件来代替
硬件（传感器）功能。这类方法响应迅速，能够连续给出主导变量信息，且具有
投资低、文护保养简单等优点。在实现性，通用性，灵活性和成本等各方面均具有无可比拟的优势，其突出的优点和巨大的工业应用价值不言而喻。
在运用软测量技术的时候，要在众多变量中选出合适的辅助变量参数，然后
按照一定规律建模，采集数据并进行处理，并且还要对模型进行在线校正，这些
就是软测量技术的 4个相关内容。软测量建模是关键和难点。基于卡尔曼滤波理
论在一般情况下，对模型和测量误差非常敏感，是线性软测量模型，而对于严重
的非线性过程来说还是一个难解决的问题。下图1.1为软测量的基本流程。 软测量建模的方法主要有机理建模，经验建模还有机理与经验相结合来建模。
分为：工程中常用的基于工艺机理分析的软测量方法，由于实际相关参数的不确
定性而不容易建模的基于状态估计的软测量方法， 十分便利并且有效的基于人工
神经网络的软测量方法， 适用于系统复杂不易确定被测对象的基于模糊数学的软
测量方法，方法简单易于实现的基于回归分析的软测量方法，适宜和其他方法结
合的基于模式辨识的软测量方法。
本文主要是会在下面陈述中提到的基于状态估计的软测量方法。
控制理论和计算机技术的日益发展，使得我们对软测量技术的相关研究也得
到了日益发展，一开始研究的是静态的线性系统，其中还包括不能自动校正，到
现在的动态的非线性系统自带校正，可以说现在的软测量技术在过程检测和仪表
研究上是趋势所向。
1.2.3 国内外研究现状
后来在 20世纪 80年代中后期，软测量技术作为一般科学术语被提出并得到
了快速的发展包括日渐广泛的应用使其几乎渗透到行业的各个方面。在 20 世纪
90 年代，关于软测量技术的相关发展有了很大研究成果其中包括理论研究和实
际应用。在最近几年，软测量技术被国内外工作人员做了大量研究，其研究和运用前景是相当好的，更有在控制方面颇具盛名的国际教授McaVoy在探讨将来的
研究趋势时强调了软测量技术。
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