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1、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控的目的在于及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的非正常情況、保證生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和降低生產(chǎn)成本。適用于多變量工業(yè)過(guò)程監(jiān)控的多元統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(MSPC)方法被認(rèn)為是對(duì)異常工況進(jìn)行檢測(cè)和診斷的行之有效的方法。在這些方法中,主元分析(PCA)由于簡(jiǎn)單可行得到了廣泛應(yīng)用。然而,由于很多工業(yè)過(guò)程具有非線性,這樣就限制了主元分析(PCA)的應(yīng)用。自1998年Sch(o)lkopf在主元分析(PCA)的基礎(chǔ)上提出核主元分析(KPCA)
2、方法,并證明了其故障檢測(cè)能力優(yōu)于主元分析(PCA),基于核的多元統(tǒng)計(jì)方法取得了迅速的發(fā)展。近年來(lái),許多基于核主元分析(KPCA)基礎(chǔ)上的改進(jìn)方法被提出來(lái),這些算法不僅擴(kuò)大了核主元分析KPCA在工業(yè)過(guò)程的控制應(yīng)用范圍,而其提高了在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。本文在前人工作的基礎(chǔ)上,開展了關(guān)于核主元分析方法的研究,主要研究工作如下:
1.盡管核主元分析(KPCA)在很多實(shí)際的工業(yè)過(guò)程得到成功的應(yīng)用,但是測(cè)量數(shù)據(jù)除了具有非線性外,還可能具有異常
3、點(diǎn)和多尺度的特性。針對(duì)核主元分析的單一尺度特點(diǎn)和它在處理含有異常點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)缺點(diǎn)。本文將滑動(dòng)中值濾波技術(shù)和核主元分析引入到多尺度主元分析(MSPCA),提出一種基于滑動(dòng)中值濾波的多尺度核主元分析方法(SMF-MSKPCA),首先利用滑動(dòng)中值濾波的優(yōu)點(diǎn),對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理來(lái)去除數(shù)據(jù)中的異常點(diǎn),進(jìn)而減少誤報(bào)警。再利用小波變換分析數(shù)據(jù)的多尺度性,并將此方法運(yùn)用于實(shí)際的故障檢測(cè)中,這樣既提高了對(duì)數(shù)據(jù)中細(xì)微、重要變化的檢測(cè)靈敏度,又解決了在測(cè)量數(shù)
4、據(jù)中含有異常點(diǎn)的情況下,現(xiàn)有多尺度主元分析難以去除因異常點(diǎn)的存在而產(chǎn)生的虛警問(wèn)題。利用此方法進(jìn)行的過(guò)程監(jiān)控的仿真結(jié)果表明,該方法不僅能大大降低誤報(bào)警,還提高了故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
2.針對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)可能既存在多尺度特性又存在時(shí)序上的相關(guān)性,于是提出將動(dòng)態(tài)核主元分析(DKPCA)引入到多尺度核主元分析方法(SMF-MSKPCA)算法中,提出了一種基于滑動(dòng)中值濾波的多尺度動(dòng)態(tài)核主元分析方法(SMF-MSDKPCA)的過(guò)程統(tǒng)計(jì)性能監(jiān)控方
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