基于多元統(tǒng)計化工過程故障診斷方法研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)的過程監(jiān)控一直是流程工業(yè)系統(tǒng)關注的主要問題之一。它通過監(jiān)測生產(chǎn)過程的運行狀態(tài)，及時檢測故障發(fā)生、過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)過程安全運行，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，間歇生產(chǎn)過程在醫(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)和制備當中得到廣泛應用。由于間歇過程統(tǒng)計性能監(jiān)控主要依賴于過程數(shù)據(jù)，通用性較強，因此近年來成為過程控制領域的研究熱點之一。
　　本文主要著重于間歇過

2、程監(jiān)控中的多元統(tǒng)計過程監(jiān)控這一方面的研究，在研究了國內(nèi)外統(tǒng)計過程監(jiān)控現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎之上，以主元分析(PrincipleComponent Analysis，PCA)為主線，以Tennessee Eastman(TE)過程為研究背景，建立了基于統(tǒng)計分析方法進行故障監(jiān)視和診斷的模型。針對不同的擾動情況進行了分析與仿真研究，取得了預期的效果。
　　主要研究內(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，特別

3、對基于統(tǒng)計分析理論的故障診斷方法的發(fā)展和現(xiàn)狀進行了綜述;
　　2.研究了主元分析法的基本理論及其計算步驟，并詳細研究了統(tǒng)計過程控制的兩個統(tǒng)計量平方預測誤差SPE、HotellingT2。
　　3.研究了基于多元統(tǒng)計分析的間歇過程監(jiān)控和故障診斷方法—多方向主元分析方法(MPCA)，介紹了MPCA處理間歇過程三維數(shù)據(jù)的方法，應用MPCA于TE過程并分析其故障診斷結(jié)果。
　　4.針對MPCA的缺陷，在DPCA的基礎上發(fā)展了另

4、一種間歇過程監(jiān)控和故障診斷方法-BDPCA。把BDPCA應用到TE過程的研究中，進行過程監(jiān)控與故障診斷。與MPCA進行比較，實例研究表明基于BDPCA的監(jiān)控方法的可行性和有效性，在故障發(fā)生時，能準確、及時地監(jiān)測到故障發(fā)生的時刻，并有效的降低了誤報警。
　　5.引入遺忘因子對BDPCA方法進行了進一步的改進，克服了BDPCA方法的不足，從而提高了故障監(jiān)視和診斷性能。將該方法成功地應用到了TE過程中，仿真結(jié)果說明了方法的有效性。