一种煅烧过程数据预处理方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109670235A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201811543055.1(22)申请日2018.12.17(71)申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区上海市梅陇路130号(72)发明人钱锋钟伟民朱远明杜文莉梅华(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人施浩(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06F17/15(2006.01)G06Q50/04(2012.01)权利要求书3页说明书9页附图7页(54)发明名称一种煅烧过程数据预处理方法和系统(57)摘要本发明公开了一种煅烧过程数据预处理方法和系统，适用于例如水泥生产过程中受大噪声干扰的主电机电流、篦下压力等信号的去噪处理。其技术方案为：(1)针对水泥窑炉煅烧过程中的大噪声数据采用经验模态分解方法得到若干本征模函数和余项；(2)根据本征模函数与原始数据的相关性挑选若干分量进行Savitzky-Golay滤波处理；(3)将滤波后的本征模函数及分量进行叠加得到预处理后的数据。CN109670235ACN109670235A权利要求书1/3页1.一种煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，包括：步骤1：针对煅烧过程中的大噪声数据采用经验模态分解方法得到多个本征模函数分量和余项；步骤2：根据本征模函数分量与原始数据的相关性挑选从步骤1中得到的该多个本征模函数分量中挑选部分进行滤波处理；步骤3：将滤波后的本征模函数分量进行叠加得到预处理后的数据。2.根据权利要求1所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，煅烧过程中的大噪声数据包括过程回转窑主电机电流、篦冷机篦下压力。3.根据权利要求1所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，步骤1中的经验模态分解是将一维实信号s(n)分解为从高频到低频的本征模函数的线性组合：其中，imfi(n)是第i个本征模函数分量，反映信号的波动模态；r(n)为余项，反应信号的变化趋势，M为本征模函数的个数。4.根据权利要求3所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，步骤1中的经验模态分解的步骤包括以下的(1)～(4)：(1)找出信号s(n)的所有极大值和极小值点，分别采用三次样条插值得到上下包络曲线分别为stop(n)和sdown(n)，计算上下包络平均值m(n)＝(stop(n)+sdown(n))/2；(2)计算信号s(n)与均值m(n)的差值c(n)＝s(n)-m(n)；(3)判断差值c(n)是否满足本征模函数条件，如果满足本征模函数条件，则imfi(n)＝c(n)，否则以c(n)为原始信号返回(1)重新计算；其中本征模函数条件为：连续两次迭代得到的ci(n)和ci-1(n)的归一化均方差来判断ci(n)是否为本征模函数分量，归一化均方差定义为：(4)ri(n)＝s(n)-imfi(n)，如果ri(n)是一个单调函数，把ri(n)作为趋势项，令余项r(n)＝ri(n)，同时停止迭代，否则以ri(n)为原始信号返回(1)。5.根据权利要求1所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，在步骤2中，相关性采用相关系数为：其中，s(n)原始数据，imfi为第i个本征模函数，为原始数据的均值，为第i个本征模函数的均值；步骤2进一步包括：依次按照顺序计算原始数据与本征模函数的相关系数R，当第i个相关系数Ri出现第一个局部极小值时，表示对应的本征模函数分量imf1～imfi为过程的主要噪声干扰，对imf1～2CN109670235A权利要求书2/3页imfi信号进行叠加后采用Savitzky-Golay滤波处理。6.根据权利要求1所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，步骤2中的滤波处理是Savitzky-Golay滤波处理，即是在时域内基于局部最小二乘法拟合的滤波方法。7.根据权利要求6所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，步骤3进一步包括：将经过Savitzky-Golay滤波处理的imf1～imfi分量、imfi+1～imfM分量及余项进行叠加得到预处理后的数据。8.根据权利要求1所述的煅烧过程数据预处理方法，其特征在于，该方法用于水泥窖炉煅烧过程。9.一种煅烧过程数据预处理系统，其特征在于，包括：数据分解模块，针对煅烧过程中的大噪声数据采用经验模态分解方法得到多个本征模函数分量和余项；筛选滤波模块，根据本征模函数分量与原始数据的相关性挑选从数据分解模块中得到的该多个本征模函数分量中挑选部分进行滤波处理；数据重构模块，将滤波后的本征模函数分量进行叠加得到预处理后的数据。10.根据权利要求9所述的煅烧过程数据预处理系统，其特征在于，煅烧过程中的大噪声数据包括过程回转窑主电机电流、篦冷机篦下压力。11.根据权利要求9