(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210707151.5 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 兰州理工大 学 地址 730030 甘肃省兰州市七里河区兰工 坪路287号 (72)发明人 王茜茜　安爱民　汤旻安　王文婷　 陈铜川　路佳伟　高星　苏昕　 李海峰　俞桃花　关海娇　 (74)专利代理 机构 兰州振华专利代理有限责任 公司 62102 专利代理师 何诚慧 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G16C 20/10(2019.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于UKF 理论的湿法炼锌除钴过程参数 估计方法 (57)摘要 本发明公开一种基于UKF 理论的湿 法炼锌除 钴过程参数估计方法。 本方法所述参数估计， 包 括如下步骤： 1)采集数据、 预处理数据； 2)模型建 立； 3)构成除钴过程的模型参数估计算法； 4)进 行仿真， 找到估计的最优参数； 5)根据离散化的 状态方程和测量方程， 采用比例修正对称采样策 略， 得到用于估计未知参数的UKF递推公式； 6)通 过数值计算和与实际生产过程中对应输出数据 的比较， 验证参数估计模型的有效性。 本发明能 够准确地估计出除钴 过程模型中的未知参数， 对 离子浓度进行预测， 预测的精度高， 方法行之有 效。 权利要求书5页 说明书10页 附图4页 CN 115099030 A 2022.09.23 CN 115099030 A 1.一种基于UK F理论的湿法炼锌除钴过程 参数估计方法， 其特 征在于， 所述方法包括如下步骤： 1)采集样本数据； 预处理样本数据； 2)建立除钴过程动态模型即非线性 微分方程组； 3)构成除钴过程动态模型的参数估计算法； 4)采取数值积分法中的迭代欧拉法对 除钴过程动态模型的各个状态进行离散化数值 求解， 得到离散化的状态方程和 测量方程； 5)根据离散化的状态方程和测量方程， 采用比例修正对称采样策略， 得到用于估计未 知参数的UK F递推公式； 6)利用UKF递推公式计算出状态滤波值xa(k)， 从而得出除钴过程动态模型中的未知参 数估计值， 通过未知参数估计值与实际生产过程中对应输出数据的比较， 验证除钴过程动 态模型的有效性。 2.如权利要求1所述一种基于UKF理论的湿法炼锌除钴过程参数估计方法， 其特征在 于： 所述采集样本数据主要由入口溶液流量、 底流溶液流量、 反应体积、 废酸流量、 砷盐流 量、 反应器入口离子浓度、 锌粉用量、 氧化还原电位、 反应器温度、 反应器出口离子浓度组 成； 所述预处 理样本数据， 包括如下步骤： 1)采用3σ 准则的统计判别法对异常数据进行处 理； 2)采用三次样条插值和多 项式拟合的方法对出现部分值 缺失的现场数据进行填补； 所述3σ 准则的统计判别法， 步骤如下： 样本数据为Y＝{y1,y2,…,yn}， 均值为 偏差为 则按照Bessel公 式得到标准 偏差： 若某一样本数据yi的偏差|ei|＞3σ， 则认为此数据不合理， 应当将其从样本数据中剔 除； 如此循环比较， 直到全部样本数据检测完； 所述三次样条插值和多 项式拟合的方法， 步骤如下： 取三次样条插值和多 项式拟合两种方法的均值 填补； 经过对异常数据和对出现部分值缺失的现场数据的处理， 得到未知参数估计值的初始 样本集。 3.如权利要求2所述一种基于UKF理论的湿法炼锌除钴过程参数估计方法， 其特征在 于： 所述建立除钴过程动态模型即非线性 微分方程组， 如下：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115099030 A 2式中： Qin、 Qunder分别为除铜后液流量和回收的底流流量； V为反应体积； 为除铜后 液中杂质离子的浓度； 上标i(i＝1,2, …,4)代表i#反应器； 下标j代表杂质离子种 类j＝1： 钴离子； j＝2： 镍离子， 如 代表i#反应器中杂质离子j的浓度； 为ORP的值， 代表溶液的 氧化还原能力， 并受锌粉添加量的控制； 是频率因子； Ee是标准活化能； 是电极电势变 化对阴极活化 能的影响因素； F是法拉第常数； eeq,j是平衡电势； 和 是氧化还原电位与 混合电位的近似项； R是理想气体常数； Tc是反应温度； χi为质量‑反应面系数； 为i#反 应器中用来置换杂质离 子j的锌粉质量。 4.如权利要求3所述一种基于UKF理论的湿法炼锌除钴过程参数估计方法， 其特征在 于： 所述除钴过程动态模型的参数估计算法： 以每个反应器出口钴离子浓度作为状态变量来估计未知参数， 选取状态变量为 控制变量为 其中 表示各反应器锌粉添加率， 输出变 量与状态变量相同； 将未知参 数χ＝[ χ1, χ2, χ3, χ4]作为状态变量， 建立增广状态方程和观测方程： ya(t)＝Haxa(t)+v(t)； 式中， 为非线性函数； w(t)和v(t)均为零均值白噪声序列， 协方差 阵分别为 Q和R； 因此： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115099030 A 3