基于高斯混合模型的多模態(tài)過程監(jiān)測.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代社會對多品種、多規(guī)格和高質(zhì)量產(chǎn)品迫切的市場需求，工業(yè)生產(chǎn)更加倚重于可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品的高效過程，并且生產(chǎn)運行的安全性、可靠性已成為工程人員關(guān)注的焦點。但是，過程生產(chǎn)方案的變動或者產(chǎn)品類型的改變會導(dǎo)致生產(chǎn)過程出現(xiàn)具有不同潛在過程特性的多種模態(tài)。多模態(tài)復(fù)雜過程的多變量、多工序、變量時變性、以及模態(tài)轉(zhuǎn)換時間不確定等多種原因，導(dǎo)致多模態(tài)的故障監(jiān)測是一個復(fù)雜的問題，不但要考慮穩(wěn)定模態(tài)下的故障監(jiān)測，也需要考慮不同穩(wěn)定模態(tài)間的過渡過程的

2、故障監(jiān)測。高斯混合模型是一個常用的描述混合密度分布的模型，如果子模型個數(shù)足夠多，它能夠以任意精度逼近任意的連續(xù)分布。高斯混合模型是一種半?yún)?shù)的密度估計方法，它融合了參數(shù)估計法和非參數(shù)估計法的優(yōu)點。本文基于高斯混合模型的方法，提出了一套多模態(tài)過程監(jiān)測的方案。
　　1.模態(tài)的識別。數(shù)據(jù)模態(tài)識別是對沒有模態(tài)指示信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行類別劃分。不論離線建模還是在線監(jiān)測，識別出生產(chǎn)數(shù)據(jù)對應(yīng)的模態(tài)信息，是整個多模態(tài)過程監(jiān)測中的關(guān)鍵問題。針對離線模態(tài)識

3、別問題，利用的高斯混合模型計算出生產(chǎn)數(shù)據(jù)的后驗概率，并利用后驗概率對穩(wěn)定模態(tài)和過渡模態(tài)進(jìn)行有效劃分;針對在線模態(tài)識別的問題，利用高斯混合模型得到聯(lián)合密度，結(jié)合過程的當(dāng)前運行狀態(tài)，有效解決了對在線數(shù)據(jù)對應(yīng)模態(tài)類型的識別問題。
　　2.離線建模。本文利用高斯混合模型進(jìn)行離線建模，針對穩(wěn)定模態(tài)和過渡模態(tài)的數(shù)據(jù)特性，對穩(wěn)定模態(tài)和過渡模態(tài)分別進(jìn)行離線建模，每一種穩(wěn)定過程和每一種過渡過程都建立一個高斯混合模型，并且針對過渡模態(tài)的變量特性，在過