基于主元分析的自適應(yīng)過(guò)程監(jiān)控方法研究.pdf

1、主元分析法(Principal Component Analysis，PCA)是當(dāng)前過(guò)程監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法。主元分析技術(shù)將過(guò)程數(shù)據(jù)投影到能準(zhǔn)確表征過(guò)程狀態(tài)的低維空間，在很大程度上簡(jiǎn)化和改進(jìn)了過(guò)程監(jiān)控流程。針對(duì)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(shí)時(shí)更新主元模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)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(cè)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(dòng)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(duì)兩種方法進(jìn)行比較研究。 本文探討了新的在線過(guò)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(jì)量控制限的方法，接下來(lái)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(cè)過(guò)程變量間相關(guān)關(guān)系的變動(dòng)，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(duì)過(guò)程故障及傳感器故障

3、都具備很高的辨識(shí)度。 在綜合滑動(dòng)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(guò)程監(jiān)測(cè)的柔性主元分析方法。該方法基于滑動(dòng)窗PCA算法的框架提出，通過(guò)引入柔性因子對(duì)主元模型區(qū)域?qū)嵤┎煌潭鹊奈灰坪妥冃?，?lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控性能側(cè)重點(diǎn)的靈活變動(dòng)。在TEP仿真數(shù)據(jù)及溶劑脫水塔刀業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)上的應(yīng)用結(jié)果表明，該方法可通過(guò)對(duì)柔性因子的調(diào)節(jié)，在高故障靈敏度與高監(jiān)測(cè)魯棒性之間選擇與實(shí)際需要相符合的工作點(diǎn)。柔性主元分析方法