《软测量技术及应用2》课程教学大纲.docx

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1、软测量技术及应用2教学大纲一、课程基本信息课程名称软测量技术及应用Soft-sensing Technology and Application课程编码CTL410221020开课院部控制科学与工程学院课程团队测控仪器学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时34适用专业测控技术与仪器授课语言中文先修课程概率论与数理统计、自动控制原理课程简介 （限选）本课程重点介绍软测量技术的基本原理、常用的软测量方法以及软测量系统的工业实施过程。在本课程的学习过程中，学生将了解软 测量的基本概念，熟悉两类常用的软测量方法：基于机理模型的方法和基于数据驱动的方法，并讨论软测量系统工业实现中的若干

2、问题。 通过本课程的学习，进一步拓宽本科生的测控领域学科前沿知识，提高学生的文献查阅和理论分析能力，培养学生的创新意识和科研素 质。This course focuses on the basic principle of soft sensing, the commonly used soft sensing methods and the industrial implementation procedure of soft sensing system. In this course, students will learn the basic concepts of soft sens

3、ing, study two kinds of soft sensing methods, including the mechanical model based methods, data-driven methods, and discuss some problems about the industrial practice of soft sensing system. This course aims to widen the students frontier knowledge in measurement and control science field, improve

4、 the students ability in literature searching and theory analysis, and cultivate students innovative consciousness and scientific research quality.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ： 了解软测量技术的研究背景，熟悉软测量建模的基本概念，理解软测量建模的基本思想，掌 握各种软测量建模方法的特点。是2.32.32M2目标2 ：针对给定的工业过程，结合过程特性构建合理的软测量模型，并设计相应的实验

5、测试方案。是4. 14. 13M3目标3 ：针对不同的软测量算法，能够开发或选用恰当的仿真工具，分析软测量模型的预测性能。是5.45.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章软测量技术概述本章重点：软测量的研究背景、基本思想；本章难点：软测量基本思想Ml/21. 1软测量技术概述介绍软测量技术的提出背景Ml1讲授1自学31.2软测量的基本概念介绍软测量的基本概念及研究现状Ml1讲授1阅读文献4第2章软测量技术的基本 原理本章重点：软仪表的基本结构、辅助变量选择、数据预处理、 在线校正方法；本章难点：辅助变量选择Ml/52. 1软测量仪

6、表的基本 结构软测量系统的基本构成，开发软测量系统的基本步骤Ml1讲授1自学62.2辅助变量的选择基于机理分析选择辅助变量，基于数据挖掘选择辅助变量M21讲授1阅读文献72.3软仪表数据预处理 方法数据异常点的消除、数据的标准化M21讲授1阅读文献82.4软测量模型的分类常见的软仪表模型建立方法M21讲授1自学9第3章基于机理模型的软 测量建模方法本章重点：机理建模方法、状态观测器原理；本章难点：状态 观测器原理M2/103. 1机理分析的方法过程机理建模，模型参数辨识，基于机理模型的软测量，案例 讨论M22讲授/讨论2阅读文献113.2状态观测器方法状态观测器设计原理，基于状态观测器的软测量

7、建模，案例讨 论/2讲授/讨论2阅读文献12第4章基于多元回归的软 测量建模方法本章重点：主兀回归方法、偏最小乘法；本章难点：偏最小 二乘法M2/134. 1多元线性回归方法多元线性回归原理，模型求解，特点分析与案例讨论M22讲授/讨论2阅读文献144.2多元逐步回归方法多元逐步回归原理，模型求解，特点分析与案例讨论M32讲授/讨论2阅读文献154.3主元回归方法主元回归原理，模型求解，主元个数选择方法，特点分析与案 例讨论M32讲授/讨论2阅读文献164.4偏瓯小一乘方法偏最小二乘回归原理，模型求解，参数选择方法，特点分析与 案例讨论/4讲授/讨论4阅读文献17第5章基于神经网络的软 测量建

8、模方法本章重点：BP网络结构、BP网络训练机制、基于BP网络的软 测量建模；本章难点：BP网络训练机制M3/185. 1神经网络的基本原 理神经网络基本思想，BP网络结构，网络训练机制/2讲授/讨论2自学195.2基于神经网络的软 测量建模以典型案例讨论使用神经网络建立软测量模型的方法/2讲授/讨论2阅读文献20第6章应用与分析本章重点：软测量的实施步骤、影响因素分析；本章难点：影 响因素分析M2/216. 1案例介绍介绍不同工业领域的软测量案例M22专题研讨2阅读文献226.2软测量模型影响因 素介绍影响软测量模型的因素M32专题研讨2阅读文献四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1实验1

9、 .本课程4个学时实验。2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况评分。10%2大作业本课程要求利用Matlab等现代仿真工具建立研究对象的模型，设计软测量方法，解决复杂工程问题。45%3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现课上讨论、回答问题情况40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml实验30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故2Ml大作业30%（见大作业评分标准）3Ml考勤20%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。4Ml课堂表现40%（见试卷评分标

10、准）5M2实验30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故6M2大作业30%（见大作业评分标准）7M2考勤15%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。8M2课堂表现40%（见试卷评分标准）9M3实验30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故10M3大作业60%（见大作业评分标准）11M3考勤15%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。12M3课

11、堂表现60%（见试卷评分标准）评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1软测量技术原理与应用，潘立登，中国电力出版社，2009.2图书1工业过程先进控制技术，俞金寿，华东理工大学出版社，2008.3图书1软测量技术原理及应用，李海青，化学工业出版社，2000.4图书 Soft sensors for monitoring and control of industrial processes, Fortuna L., Graziani S., Rizzo A., Xibila M. G.,Springer, 2006.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1基于多元回归的软测量建模方法计算机控制与仿真实验 室12专业必做综合性否2基于神经网络的软测量建模方法计算机控制与仿真实验 室14专业必做综合性否