多階段間歇過程監(jiān)測(cè)中動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)變的識(shí)別方法的研究.pdf

1、由于間歇過程具有操作靈活多變的特征，間歇和半間歇操作被廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)，這些工業(yè)往往都具有小批量、高附加值和多品種的特點(diǎn)，例如：生物制藥、精細(xì)化工、香料和染料等工業(yè)。過程監(jiān)測(cè)和故障診斷被認(rèn)為是過程工業(yè)中最重要的問題之一，隨著電子技術(shù)和控制儀表的發(fā)展，工廠中采集和存儲(chǔ)了大量的過程數(shù)據(jù)。多元統(tǒng)計(jì)分析方法(MSPC)尤其是主元分析方法(PCA)在過程監(jiān)測(cè)與故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)反應(yīng)過程的運(yùn)行情況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，判斷其運(yùn)行狀態(tài)，有效

2、的指導(dǎo)生產(chǎn)的安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文對(duì)間歇過程的特點(diǎn)和監(jiān)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和評(píng)述，并結(jié)合間歇過程的特征和統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算特點(diǎn),提出了研究?jī)?nèi)容和監(jiān)測(cè)算法改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面：
　　 (1)對(duì)間歇過程及其監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行介紹。主要包括間歇過程的反應(yīng)及數(shù)據(jù)特點(diǎn)，故障診斷的概念、意義及方法。概述了過程監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展歷史、內(nèi)容和分類，著重對(duì)基于歷史數(shù)據(jù)的多元統(tǒng)計(jì)方法的各種改進(jìn)方法進(jìn)行了介紹。除此之外，對(duì)間歇過程監(jiān)測(cè)方法尤其是

3、多向主元分析方法(MPCA)進(jìn)行了詳細(xì)的探討，包括離線建模及在線應(yīng)用。
　　 (2)間歇過程的多階段性及傳統(tǒng)MPCA方法局限性的討論。間歇過程具有高度非線性和多階段性的特點(diǎn)，過程的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)特性和相關(guān)性會(huì)隨著階段的改變而不同。傳統(tǒng)的MPCA方法用整個(gè)過程數(shù)據(jù)建立單一模型不能充分地獲取原始數(shù)據(jù)的信息。本文根據(jù)間歇過程的多階段的特性，在MPCA的基礎(chǔ)上提出了一種以過程動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)變的識(shí)別為依據(jù)的多階段多向主元分析方法(Multi-pha

4、se Multi-way PrincipalComponent Analysis，MPMPCA)，重點(diǎn)對(duì)階段識(shí)別進(jìn)行了闡述，將此方法應(yīng)用于PenSim青霉素發(fā)酵過程監(jiān)測(cè)與診斷中，能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)出故障的發(fā)生。
　　 (3)動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)變識(shí)別方法在連續(xù)垃圾焚燒監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。連續(xù)過程的監(jiān)測(cè)方法與間歇過程稍有不同，但當(dāng)連續(xù)過程發(fā)生故障時(shí)同樣會(huì)引起數(shù)據(jù)間的動(dòng)態(tài)特性及相關(guān)性改變，這與間歇過程的多階段性相似。將本文提出的動(dòng)態(tài)特性轉(zhuǎn)變識(shí)別方法應(yīng)用于