基于多元統(tǒng)計分析的火電廠控制系統(tǒng)故障診斷研究.pdf

1、隨著自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，火電廠控制系統(tǒng)的控制策略已日臻成熟，并形成了比較完善的體系。因此針對火電廠的控制理論應(yīng)用研究正逐步向更高層次發(fā)展，其中一個重要研究方向就是火電廠控制系統(tǒng)的故障診斷。這是因為隨著火電廠控制系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大和復(fù)雜性日益提高，控制系統(tǒng)故障點也隨之增加并且更難以發(fā)現(xiàn)，這就對火電廠控制系統(tǒng)的可靠性、可維修性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的限幅報警和人工點檢的方式顯然已經(jīng)滿足不了要求，因此有必要研究火電廠控制系統(tǒng)的先進故障診斷技

2、術(shù)。 考慮到火電廠控制系統(tǒng)規(guī)模龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，本文選用了一種不依賴數(shù)學(xué)模型的多元統(tǒng)計分析方法進行研究。使用了兩個多元統(tǒng)計分析工具，即主元分析(PCA)和費舍爾判別分析(FDA)，通過對過程數(shù)據(jù)的分析來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的故障診斷。其中著重使用PCA方法進行故障檢測的研究，使用FDA方法進行故障分離和識別的研究，并將兩種方法相互配合，構(gòu)成完整的故障診斷系統(tǒng)。本文的主要工作包括以下幾個方面： 第一，分析了在火電廠控制系統(tǒng)故障

3、診斷中應(yīng)用多元統(tǒng)計方法的可行性和優(yōu)越性。明確了基于多元統(tǒng)計分析的火電廠控制系統(tǒng)故障診斷的范圍、對象和理論方法。 第二，研究了火電廠控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)條件下的PCA故障檢測問題。著重分析了PCA故障檢測的內(nèi)涵，并給出了一個指導(dǎo)故障檢測的結(jié)論。研究了PCA故障檢測中的數(shù)據(jù)預(yù)處理問題，并結(jié)合實例給出了傳感器和執(zhí)行器的PCA故障檢測方法。 第三，針對火電廠生產(chǎn)過程存在的變工況特性，提出一種動態(tài)多主元模型的故障檢測方法。它通過對主元模

4、型組的模糊推理動態(tài)得到與檢測工況相匹配的主元模型，解決了主元模型的工況適應(yīng)性問題，改善了變工況條件下的PCA故障檢測效果。 第四，研究了火電廠控制系統(tǒng)的故障分離問題，提出一種基于FDA貢獻圖的新型故障分離方法。它保持了貢獻圖法簡單易行的優(yōu)點，同時提高了故障分離的準(zhǔn)確度。 第五，將FDA與模式識別思想相結(jié)合來進行火電廠控制系統(tǒng)故障識別的研究，提出一種結(jié)合FDA的DTW故障識別方法。它使用FDA作為故障特征提取工具，使用DT