多階段間歇過程監(jiān)測中動態(tài)特性轉(zhuǎn)變的識別方法的研究.pdf

1、由于間歇過程具有操作靈活多變的特征，間歇和半間歇操作被廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)，這些工業(yè)往往都具有小批量、高附加值和多品種的特點，例如：生物制藥、精細化工、香料和染料等工業(yè)。過程監(jiān)測和故障診斷被認為是過程工業(yè)中最重要的問題之一，隨著電子技術(shù)和控制儀表的發(fā)展，工廠中采集和存儲了大量的過程數(shù)據(jù)。多元統(tǒng)計分析方法(MSPC)尤其是主元分析方法(PCA)在過程監(jiān)測與故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用，對反應(yīng)過程的運行情況進行在線監(jiān)測，判斷其運行狀態(tài)，有效

2、的指導(dǎo)生產(chǎn)的安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文對間歇過程的特點和監(jiān)測方法的研究現(xiàn)狀進行了分析和評述，并結(jié)合間歇過程的特征和統(tǒng)計方法計算特點,提出了研究內(nèi)容和監(jiān)測算法改進。主要研究內(nèi)容包括以下幾方面：
　　 (1)對間歇過程及其監(jiān)測方法進行介紹。主要包括間歇過程的反應(yīng)及數(shù)據(jù)特點，故障診斷的概念、意義及方法。概述了過程監(jiān)測方法的發(fā)展歷史、內(nèi)容和分類，著重對基于歷史數(shù)據(jù)的多元統(tǒng)計方法的各種改進方法進行了介紹。除此之外，對間歇過程監(jiān)測方法尤其是

3、多向主元分析方法(MPCA)進行了詳細的探討，包括離線建模及在線應(yīng)用。
　　 (2)間歇過程的多階段性及傳統(tǒng)MPCA方法局限性的討論。間歇過程具有高度非線性和多階段性的特點，過程的數(shù)據(jù)動態(tài)特性和相關(guān)性會隨著階段的改變而不同。傳統(tǒng)的MPCA方法用整個過程數(shù)據(jù)建立單一模型不能充分地獲取原始數(shù)據(jù)的信息。本文根據(jù)間歇過程的多階段的特性，在MPCA的基礎(chǔ)上提出了一種以過程動態(tài)特性轉(zhuǎn)變的識別為依據(jù)的多階段多向主元分析方法(Multi-pha

4、se Multi-way PrincipalComponent Analysis，MPMPCA)，重點對階段識別進行了闡述，將此方法應(yīng)用于PenSim青霉素發(fā)酵過程監(jiān)測與診斷中，能夠及時監(jiān)測出故障的發(fā)生。
　　 (3)動態(tài)特性轉(zhuǎn)變識別方法在連續(xù)垃圾焚燒監(jiān)測中的應(yīng)用。連續(xù)過程的監(jiān)測方法與間歇過程稍有不同，但當連續(xù)過程發(fā)生故障時同樣會引起數(shù)據(jù)間的動態(tài)特性及相關(guān)性改變，這與間歇過程的多階段性相似。將本文提出的動態(tài)特性轉(zhuǎn)變識別方法應(yīng)用于