基于主元分析的自適應(yīng)過程監(jiān)控方法研究.pdf

1、主元分析法(Principal Component Analysis，PCA)是當(dāng)前過程監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法。主元分析技術(shù)將過程數(shù)據(jù)投影到能準(zhǔn)確表征過程狀態(tài)的低維空間，在很大程度上簡化和改進了過程監(jiān)控流程。針對傳統(tǒng)主元分析法基于靜態(tài)模型的缺陷，自適應(yīng)主元分析方法按照一定的準(zhǔn)則實時更新主元模型，實現(xiàn)了對過程正常慢漂移的有效跟蹤，具有重要的理論研究意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先綜述了用于故障檢測與診斷的主元分析方法以

2、及自適應(yīng)PCA方法的研究現(xiàn)狀，并將滑動窗PCA與指數(shù)加權(quán)PCA兩種自適應(yīng)算法應(yīng)用于TEP標(biāo)準(zhǔn)故障數(shù)據(jù)以及一批溶劑脫水塔工業(yè)數(shù)據(jù)，對兩種方法進行比較研究。 本文探討了新的在線過程監(jiān)控的可視化方法：首先介紹了在三維空間內(nèi)繪制主元得分圖及統(tǒng)計量控制限的方法，接下來提出了一種新的三維故障診斷圖方法。三維故障診斷圖方法可以監(jiān)測過程變量間相關(guān)關(guān)系的變動，并拓展故障診斷輔助圖形的信息量。在溶劑脫水塔數(shù)據(jù)上的應(yīng)用證明該方法對過程故障及傳感器故障

3、都具備很高的辨識度。 在綜合滑動窗PCA與指數(shù)加權(quán)PCA兩種自適應(yīng)方法性能特征的基礎(chǔ)上，本文提出了一種用于自適應(yīng)過程監(jiān)測的柔性主元分析方法。該方法基于滑動窗PCA算法的框架提出，通過引入柔性因子對主元模型區(qū)域?qū)嵤┎煌潭鹊奈灰坪妥冃?，來實現(xiàn)監(jiān)控性能側(cè)重點的靈活變動。在TEP仿真數(shù)據(jù)及溶劑脫水塔刀業(yè)過程數(shù)據(jù)上的應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可通過對柔性因子的調(diào)節(jié)，在高故障靈敏度與高監(jiān)測魯棒性之間選擇與實際需要相符合的工作點。柔性主元分析方法