基于ICA的工業(yè)過(guò)程監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、獨(dú)立成分分析(ICA，Independent Component Analysis)是一種基于高階統(tǒng)計(jì)量的信號(hào)處理方法，可在統(tǒng)計(jì)獨(dú)立意義的基礎(chǔ)上對(duì)觀測(cè)變量進(jìn)行分解，從而找到過(guò)程內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)信息源，更本質(zhì)地描述過(guò)程特征。 論文基于過(guò)程信號(hào)的盲源分離理論，深入研究了獨(dú)立成分分析(ICA)方法，包括ICA的數(shù)學(xué)模型、目標(biāo)函數(shù)、估計(jì)算法以及ICA在工業(yè)過(guò)程監(jiān)控中的應(yīng)用技術(shù)，并編寫(xiě)MATLAB仿真程序，給出6種獨(dú)立的非高斯信號(hào)，將其線性混合

2、，根據(jù)非高斯性最大原理確定近似負(fù)熵的目標(biāo)函數(shù)，用FastICA迭代算法計(jì)算出ICA模型，從而得到與源信號(hào)相似的獨(dú)立信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了盲源分離及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的ICA算法的仿真實(shí)驗(yàn)。 針對(duì)Tennessee Eastman Process(TEP)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，選取部分測(cè)量變量進(jìn)行監(jiān)控實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用ICA計(jì)算得到統(tǒng)計(jì)模型(找出獨(dú)立成分、分離矩陣)，并對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行計(jì)算，用核密度估計(jì)算法求出相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的控制限進(jìn)而進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控。通過(guò)與PCA算法進(jìn)

3、行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)ICA算法更能反映過(guò)程變化趨勢(shì)，從而對(duì)異常事件的監(jiān)測(cè)更加靈敏。 多向獨(dú)立成分分析(MICA)是在間歇過(guò)程中對(duì)于ICA方法的擴(kuò)展應(yīng)用，能夠提取非高斯分布的成分且在處理動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)時(shí)更有優(yōu)勢(shì)，論文初步研究了采用MICA方法對(duì)間歇過(guò)程的監(jiān)控技術(shù)。 最后，為了處理ICA監(jiān)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，論文對(duì)多操作模式(多工況)的環(huán)境下的ICA監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行了一些有意義的探討。以半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)裝置的帶攪拌的釜式反應(yīng)器(CSTR，