[發(fā)明專利]一種基于在線采樣數(shù)據(jù)驅(qū)動的精餾過程實時監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010570654.3
• 申請日: 2020-06-13
• 公開（公告）號: CN111905396B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藍艇;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14;B01D3/42;G06F17/16;G01D21/02
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1.一種基于在線采樣數(shù)據(jù)驅(qū)動的精餾過程實時監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：利用精餾塔設(shè)備所安裝的測量儀表，在精餾塔正常運行狀態(tài)時采集N個樣本數(shù)據(jù)x₁，x₂，…，x_N，其中第i個采樣時刻的樣本數(shù)據(jù)x_i∈R^m×1由m個采樣數(shù)據(jù)組成，具體包括：塔釜液位、塔釜壓力，塔釜底部產(chǎn)品流量，進料流量，進料溫度，頂部回流流量，冷凝器液位，和各塔板層的溫度，R^m×1表示m×1維的實數(shù)向量，i∈{1，2，…，N}；

步驟(2)：對N個樣本數(shù)據(jù)x₁，x₂，…，x_N實施標準化處理，得到N個m×1維的數(shù)據(jù)向量并將其組建成矩陣后計算基矩陣C＝(XX^T)^-1/2，其中，上標號T表示矩陣或向量的轉(zhuǎn)置；

步驟(3)：在最新采樣時刻t，利用精餾塔設(shè)備所安裝的測量儀表測量得到由m個采樣數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)向量x_t∈R^m×1，并對其實施與步驟(2)中相同的標準化處理，得到新數(shù)據(jù)向量

步驟(4)：根據(jù)公式計算矩陣G后，再求解G最大特征值所對應(yīng)的特征向量p∈R^m×1；

步驟(5)：根據(jù)公式w＝Cp計算投影變換向量w∈R^m×1后，再計算監(jiān)測指標向量D＝diag{X^Tww^TX}，并確定出D中的最大值D_max；

步驟(6)：根據(jù)公式計算監(jiān)測指標D_t，并判斷是否滿足D_t≤D_max？若是，則當前采樣時刻精餾塔運行正常，返回步驟(3)繼續(xù)實施對下一最新采樣時刻樣本數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)監(jiān)測；若否，則執(zhí)行步驟(7)從而決策是否識別出現(xiàn)故障；

步驟(7)：返回步驟(3)繼續(xù)實施對下一最新采樣時刻樣本數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)監(jiān)測，若連續(xù)3個采樣時刻的監(jiān)測指標都不滿足步驟(6)中的判斷條件，則精餾塔進入故障工況并觸發(fā)故障報警；否則，返回步驟(3)繼續(xù)實施對下一最新采樣時刻的運行狀態(tài)監(jiān)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于在線采樣數(shù)據(jù)驅(qū)動的精餾過程實時監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟(4)中求矩陣G最大特征值所對應(yīng)的特征向量的具體實施過程如下所示：

步驟(4.1)：初始化特征向量p為任意m×1維的實數(shù)向量；

步驟(4.2)：根據(jù)公式p＝Gp更新特征向量p后，對其進行歸一化處理p＝p/||p||，其中||p||表示計算特征向量p的長度；

步驟(4.3)：判斷特征向量p是否收斂；若是，則得到G最大特征值所對應(yīng)的特征向量p∈R^m×1；若否，則返回步驟(4.2)。