基于多批次數(shù)據(jù)張量特征分析的間歇過程分段方法研究.pdf

1、間歇過程，又稱批次過程，是指將有限的物料、按規(guī)定的步驟順序運行，得到少量產(chǎn)品的加工過程，可以很好地滿足產(chǎn)品定制化、復雜化、批量化的要求，近年來被廣泛應用于生物制藥，食品及半導體加工等領域。實際間歇生產(chǎn)過程操作狀態(tài)會隨著時間、步驟的變化發(fā)生轉變，呈現(xiàn)多時段特性，若要獲得準確、可靠的過程監(jiān)測模型，需要首先將間歇過程劃分為不同時段，再分別對其進行建模，使得各時段獨特的過程特性得到準確描述，因此，研究間歇過程時段劃分方法對提高間歇過程統(tǒng)計建模精

2、度及故障檢測可靠性具有重要的意義。
　　本文在分析間歇過程多時段特性和數(shù)據(jù)三維特征的基礎上，研究間歇過程時段劃分方法，提出了一種基于張量特征分析的間歇過程時段劃分方法。首先構造間歇過程三維數(shù)據(jù)集，利用PARAFAC2可以對間歇過程數(shù)據(jù)進行三維不展開建模的優(yōu)勢，構建基于PARAFAC2的間歇過程時間片和時間塊模型，選取預測誤差平方和(SPE)統(tǒng)計量對模型過程特性進行準確描述，并用核密度估計獲取SPE控制限;然后給出一種時段劃分規(guī)則，

3、通過對比時間片和時間塊模型控制限的差異判斷時段劃分點所在位置;最后利用時段評價劃分指標(PPCI)對時段劃分結果進行評價，自適應獲取最優(yōu)解。所提方法保留了間歇過程三維結構特征和數(shù)據(jù)的完整性，深入考慮了間歇過程實際運行的時序性，提高了時段劃分的準確性。
　　利用青霉素發(fā)酵過程對本文所提基于PARAFAC2的間歇過程時段劃分方法進行實驗研究，研究結果表明，所提方法可以有效地實現(xiàn)對間歇過程的時段劃分，避免了由于對三維過程數(shù)據(jù)矩陣進行展開