多工況過程快速建模和監(jiān)測方法研究與應(yīng)用.pdf

1、流程工業(yè)生產(chǎn)過程具有多工況特性，當(dāng)工況發(fā)生變化時，原工況模型一般不再適用于新工況。若是按常規(guī)方法建立新工況模型，通常需要耗費大量時間和資源；在線建模期間，無法有效進行生產(chǎn)過程的性能監(jiān)測和質(zhì)量預(yù)測，難以保證生產(chǎn)過程的安全性以及產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。多工況過程的快速建模和在線監(jiān)測是實際生產(chǎn)過程的迫切需要，模型移植理論是有效解決該問題的方法之一。
　　本文以具有動態(tài)變規(guī)格控制策略的軋制過程為應(yīng)用研究對象，針對其多工況、變工況、多操作階段、高

2、維耦合過程變量等特點，采取多元統(tǒng)計建模、模型移植、階段劃分等手段，實現(xiàn)新工況的快速建模、性能監(jiān)測和質(zhì)量預(yù)測。
　　首先，針對軋制過程的多工況特點，分析了不同工況下高維過程數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性。不同工況下，雖然過程變量的數(shù)據(jù)特性發(fā)生了顯著變化，但過程所遵循的內(nèi)部機理是不變或非常相似的。在此認知下，先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的分布情況，定義過程的基準工況，建立基準工況的多元統(tǒng)計模型；新工況在線建模時，通過主成分（PCA）相似因子，將工況變化分為漸變工況

3、和突變工況，分別選用數(shù)據(jù)篩選和模型重構(gòu)這兩種移植策略，快速獲得軋制過程新工況下的板形預(yù)測模型，實現(xiàn)板形缺陷的在線預(yù)測。
　　然后，同時考慮軋制過程的多工況和多階段特點，采用一種密度聚類算法提取穩(wěn)態(tài)軋制階段的稠密數(shù)據(jù)，建立穩(wěn)態(tài)階段局部的過程監(jiān)測模型，基于該局部模型，辨識非穩(wěn)態(tài)階段，實現(xiàn)軋制過程的階段劃分；采用模型移植的思想，由典型工況歷史數(shù)據(jù)定義基準工況數(shù)據(jù)集，從中尋找與新工況數(shù)據(jù)特征相似的樣本，建立軋制各階段的初始移植模型，并依賴