基于多元統(tǒng)計理論的工業(yè)故障檢測與診斷研究.pdf

1、故障診斷就是對監(jiān)視控制系統(tǒng)進行故障檢測與診斷，并對故障的原因、故障頻率、故障的危害程度及趨勢預測等內(nèi)容進行分析判斷，為確診故障點、及早采取維修、防護等補救措施提供科學的決策依據(jù)。 隨著科學技術(shù)進步，工業(yè)生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)越來越復雜，逐漸從單變量系統(tǒng)發(fā)展到以多變量系統(tǒng)為主，通常具有非線性、時變性、強耦合性及結(jié)構(gòu)和參數(shù)的不確定性，傳統(tǒng)的故障診斷方法已無法滿足要求。這類系統(tǒng)和設(shè)備一旦發(fā)生故障，排除的時間增長，不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至造

2、成人員傷亡和環(huán)境污染。 多元統(tǒng)計分析起源于數(shù)理統(tǒng)計理論，目前是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動故障診斷方法中一個重要的研究分支。本文以多元統(tǒng)計分析理論為基礎(chǔ)，研究了其在兩類典型生產(chǎn)過程(連續(xù)生產(chǎn)和間歇生產(chǎn)過程)故障診斷中的應用問題。 主要研究內(nèi)容及成果如下： 1.闡述了目前故障診斷領(lǐng)域各種典型方法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對基于統(tǒng)計分析理論的故障診斷方法的發(fā)展和現(xiàn)狀進行了較完整的綜述； 2.介紹了基于統(tǒng)計分析故障診斷方法的主要數(shù)

3、學工具，包括主元分析(PCA)、主元回歸(PCR)和部分最小二乘法(PLS)，分析了它們在故障診斷中的應用特點； 3.針對主元分析在故障診斷過程中普遍采用的統(tǒng)計模型SPE統(tǒng)計量的局限性，提出利用子空間概念，通過T2統(tǒng)計量來研究超限問題的故障檢測與重構(gòu)。 4.針對遞推偏最小二乘(RPLS)方法對間歇生產(chǎn)過程故障監(jiān)控的不足，提出了一種改進的跟蹤遞推最小二乘(TRPLS)算法。 5.針對主元分析監(jiān)測方法中測量數(shù)據(jù)相互獨