[發(fā)明專利]基于主元分析和支持向量數(shù)據(jù)描述的多工況過程監(jiān)控方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910095283.1
• 申請(qǐng)日: 2009-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN101458522A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛志強(qiáng);宋執(zhí)環(huán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 周 烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流程工業(yè)過程監(jiān)控和故障診斷領(lǐng)域，特別涉及一種基于主元分析和支持向量數(shù)據(jù)描述的多工況過程監(jiān)控、故障重構(gòu)和識(shí)別方法。

背景技術(shù)

作為一種基于多元統(tǒng)計(jì)投影理論的過程性能監(jiān)控和故障診斷技術(shù)，多元統(tǒng)計(jì)過程控制(Multivariable?Statistical?Process?Control，MSPC)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視。自20世紀(jì)90年代以來，以主元分析(principal?componentanalysis，PCA)和偏最小二乘(partial?least?squares，PLS)為代表的MSPC方法已在工業(yè)過程監(jiān)控中得到了成功的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的MSPC方法均假設(shè)過程運(yùn)行在單一穩(wěn)定工況下。事實(shí)上，由于產(chǎn)品的多樣化等原因，大部分工業(yè)過程都不是運(yùn)行在單一的工況下，工況的頻繁變化在現(xiàn)代工業(yè)過程中普遍存在。在這種情況下，用傳統(tǒng)的MSPC技術(shù)(如PCA)對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致過程性能分析不準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)的誤報(bào)、漏報(bào)。因此，如何處理過程的多工況問題成為目前過程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。

傳統(tǒng)的多工況問題處理方法主要有以下幾種：(1)建立一個(gè)單一的MSPC模型覆蓋所有的操作工況；(2)利用模型迭代更新的方法對(duì)工況的變化作出響應(yīng)；(3)采用多模型(局部模型)的方法分別對(duì)各個(gè)工況建立子MSPC模型。但是，以上幾種方法都存在著一定的缺點(diǎn)。多模型方法除了要建立多個(gè)模型(計(jì)算量大)之外，對(duì)工況過渡部分極有可能造成誤報(bào)和漏報(bào)，而且該方法在線實(shí)施的時(shí)候需要判斷當(dāng)前采樣屬于哪種工況。迭代更新模型方法具有很強(qiáng)的盲目性，確切地說，它們根本無法區(qū)分過程的正常工況變化和故障工況。而單一的MSPC模型雖然可以較好的對(duì)多工況過程進(jìn)行建模，但是由于過程運(yùn)行在多個(gè)工況下，它的過程監(jiān)控統(tǒng)計(jì)限相對(duì)于單一工況模型會(huì)變得很寬松，這樣就導(dǎo)致了該方法對(duì)過程變化的靈敏度下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于主元分析和支持向量數(shù)據(jù)描述的多工況過程監(jiān)控方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種基于主元分析和支持向量數(shù)據(jù)描述的多工況過程監(jiān)控方法，包括以下步驟：

(1)利用集散控制系統(tǒng)收集過程各個(gè)正常工況的數(shù)據(jù)組成建模用的訓(xùn)練樣本集：X=[X1T,X2T,···,XQT]T∈Rn×m.]]>其中，Xq∈Rnq×m,]]>q＝1，2，…，Q為對(duì)應(yīng)于過程工況q的數(shù)據(jù)矩陣，n_q和m分別為工況q下的樣本和過程變量數(shù)目，Σq=1Qnq=n.]]>分別將這些數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；