[發明專利]一種化工過程反應器故障檢測的信息融合方法

在審

• 申請號: 202210344094.9
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114708712A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 翁旭;劉賽軍;徐曉濱;侯平智;李軼;馮靜;余善恩
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08B29/18;G01F1/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種化工過程反應器故障檢測的信息融合方法，其特點在于該方法包括以下各步驟：

(1)將第一管道和第二管道連接反應器，其中第一管道和第二管道分別進入冷凝水和物料，利用安裝在反應器上的第二管道的冷凝水流量檢測器，獲得冷凝水流量，記為x₁，利用安裝在第二管道上的物料流量檢測器，獲得物料流量，記為x₂；

當物料的反應程度出現異常時，冷凝水流量x₁由正常值逐漸變化，物料流量x₂也由正常值逐漸變化，同時反應器內部物料反應程度由正常狀態轉為異常狀態，冷凝水流量檢測器和物料流量檢測器每隔1秒采集一次冷凝水流量和物料流量；

(2)設定化工過程反應器故障檢測方法的辨識框架為Θ＝{NA,A}，其中NA＝0表示物料的反應程度處于正常狀態，A＝1表示物料的反應程度處于異常狀態；

(3)由步驟(1)可知x₁和x₂分別是化工過程反應器故障檢測方法中的冷凝水流量和物料流量的監測變量，令x₁(k)和x₂(k)，k＝1,2,3,…,K，分別是檢測器對冷凝水流量和物料流量的在線測量序列，k為采樣時刻，采樣數量K大于900；

(4)設定化工過程反應器故障檢測方法的兩個輸入故障特征為x₁(k)和x₂(k)，其參考值集合分別為O＝{O_n|n＝1,2…,N}和P＝{P_m|m＝1,2…,M}，報警器輸出為反應程度狀態，記為y(k)，其參考值集合為Z＝{Z_e|e＝1,2}，其中Z₁＝NA＝0，Z₂＝A＝1；

(5)利用步驟(3)得到輸入x₁(k)和x₂(k)關于輸出y(k)的測量值序列V＝{x₁(k)，x₂(k),y(k),k＝1,2,3,…,K,K900}，將x₁(k)、x₂(k)和y(k)表示成樣本集合B＝[x₁(k),x₂(k),y(k)]的形式，確定x₁(k)和x₂(k)中分別有K₁個測量值是反應器中的物料處于正常狀態時測得的，對應的輸出狀態y(k)＝0，確定x₁(k)和x₂(k)分別有K₂個測量值是反應器的物料處于異常狀態時測得的，對應的輸出狀態y(k)＝1，并且有K₁+K₂＝K，將x₁(k)和y(k)表示成樣本集合T₁＝[x₁(k),y(k)]，將x₂(k)和y(k)表示成樣本集合T₂＝[x₂(k),y(k)]，其中[x₁(k),y(k)]和[x₂(k),y(k)]分別為一個樣本向量，分別將K個樣本向量[x₁(k),y(k)]和[x₂(k),y(k)]用信息變換方法轉化為相應的標稱信度分布；

(6)對于在線得到的樣本x₁(t),t＝1,2,3,…，其必然落入參考值O_n、O_n+1之間，此時這兩個參考值對應的標稱信度和被激活，則在線樣本x₁(t)的報警置信度可由標稱信度和以加權和的形式獲得

同理，對于在線得到的樣本x₂(t),t＝1,2,3,…，報警置信度也可表示為

(7)根據步驟(6)獲得t時刻關于x₁和x₂的報警置信度和其中，利用報警置信度區間型融合規則把每一時刻的報警置信度和進行融合，得出融合后的t時刻的報警證據，記為M_t＝(M_t(NA),M_t(A),M_t(Θ))，其中，M_t(Θ)＝0；

(8)根據步驟(7)得到t時刻的報警證據M_t＝(M_t(NA),M_t(A),M_t(Θ))，設定如下報警準則：如果M_t(NA)≥M_t(A)，輸出y_t(k)＝0，不報警，表示此時反應器內部物料反應程度處于正常狀態；如果M_t(NA)M_t(A)，輸出y_t(k)＝1，報警，表明此時反應器內部物料反應程度處于異常狀態。