基于多元統(tǒng)計(jì)化工過(guò)程故障診斷方法研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程監(jiān)控一直是流程工業(yè)系統(tǒng)關(guān)注的主要問(wèn)題之一。它通過(guò)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)檢測(cè)故障發(fā)生、過(guò)程干擾以及其它的異常工況，定位并診斷引發(fā)故障的原因變量，從而保證生產(chǎn)過(guò)程安全運(yùn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，間歇生產(chǎn)過(guò)程在醫(yī)藥、染料、香料、生化制品等小批量、高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)和制備當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。由于間歇過(guò)程統(tǒng)計(jì)性能監(jiān)控主要依賴于過(guò)程數(shù)據(jù)，通用性較強(qiáng)，因此近年來(lái)成為過(guò)程控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　本文主要著重于間歇過(guò)

2、程監(jiān)控中的多元統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)控這一方面的研究，在研究了國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)控現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)之上，以主元分析(PrincipleComponent Analysis，PCA)為主線，以Tennessee Eastman(TE)過(guò)程為研究背景，建立了基于統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行故障監(jiān)視和診斷的模型。針對(duì)不同的擾動(dòng)情況進(jìn)行了分析與仿真研究，取得了預(yù)期的效果。
　　主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　1.闡述了目前故障診斷的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，特別

3、對(duì)基于統(tǒng)計(jì)分析理論的故障診斷方法的發(fā)展和現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述;
　　2.研究了主元分析法的基本理論及其計(jì)算步驟，并詳細(xì)研究了統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量平方預(yù)測(cè)誤差SPE、HotellingT2。
　　3.研究了基于多元統(tǒng)計(jì)分析的間歇過(guò)程監(jiān)控和故障診斷方法—多方向主元分析方法(MPCA)，介紹了MPCA處理間歇過(guò)程三維數(shù)據(jù)的方法，應(yīng)用MPCA于TE過(guò)程并分析其故障診斷結(jié)果。
　　4.針對(duì)MPCA的缺陷，在DPCA的基礎(chǔ)上發(fā)展了另

4、一種間歇過(guò)程監(jiān)控和故障診斷方法-BDPCA。把BDPCA應(yīng)用到TE過(guò)程的研究中，進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控與故障診斷。與MPCA進(jìn)行比較，實(shí)例研究表明基于BDPCA的監(jiān)控方法的可行性和有效性，在故障發(fā)生時(shí)，能準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)測(cè)到故障發(fā)生的時(shí)刻，并有效的降低了誤報(bào)警。
　　5.引入遺忘因子對(duì)BDPCA方法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，克服了BDPCA方法的不足，從而提高了故障監(jiān)視和診斷性能。將該方法成功地應(yīng)用到了TE過(guò)程中，仿真結(jié)果說(shuō)明了方法的有效性。