基于多元統(tǒng)計分析的故障診斷方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著對自動化設(shè)備的安全性和可靠性以及有效性的要求的提高，故障診斷技術(shù)受到人們的重視，已成為國內(nèi)外自動化控制界的熱點研究方向之一?；诙嘣y(tǒng)計分析的故障診斷方法是故障診斷領(lǐng)域的一個重要研究分支，由于該方法不依賴于數(shù)學模型，計算所需的大量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)易于在工業(yè)現(xiàn)場獲取，因而具有重要的理論價值和廣泛的應(yīng)用價值。 本文在總結(jié)和概括基于多元統(tǒng)計分析的故障診斷方法發(fā)展狀況的基礎(chǔ)上，對基于主元分析(PCA)的故障診斷方法進行了系統(tǒng)、深入的研究

2、，并用于三容水箱的在線故障檢測和辨識。論文的主要工作包括： 針對傳統(tǒng)的基于重構(gòu)的故障辨識方法僅利用了殘差子空間的故障信息，故障識別能力有限的問題，本文利用主元子空間中的故障信息，對基于T<'2>統(tǒng)計量的故障重構(gòu)技術(shù)進行研究，在此基礎(chǔ)上將該重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用到故障辨識中，成功實現(xiàn)了對故障的定量化的自動識別。 根據(jù)故障重構(gòu)時所使用的統(tǒng)計量的不同，本文將基于重構(gòu)的故障辨識方法分為兩種類型：基于SPE統(tǒng)計量的故障辨識方法和基于T<'

3、2>統(tǒng)計量的故障辨識方法。通過定義主元子空間和殘差子空間的故障可分離幅值，將兩種故障辨識方法的故障分離能力進行了比較，在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于綜合重構(gòu)的故障辨識方法，該方法將上面兩種故障辨識方法的故障分離能力有效組合在一起，從而提高了基于主元模型的故障識別的準確性。 針對現(xiàn)有工業(yè)過程監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，提出了一種基于PCA算法的在線故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并利用該結(jié)構(gòu)，開發(fā)了三水箱實驗裝置在線故障診斷系統(tǒng)，可以實現(xiàn)PCA模型的實時調(diào)