【摘要】：為了保證化工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程的安全,需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效地監(jiān)控,以便當(dāng)生產(chǎn)過程處于異常狀態(tài)時(shí),操作人員能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并處理。因此,在故障發(fā)生的早期能及時(shí)預(yù)警并分析故障原因的過程故障診斷技術(shù)受到了越來越多的研究人員和機(jī)構(gòu)的重視。在故障診斷技術(shù)中,多元統(tǒng)計(jì)分析方法由于模型簡單、診斷迅速、適用性廣等特點(diǎn)成為了熱門的研究方向。PCA方法作為一種傳統(tǒng)的多元統(tǒng)計(jì)分析方法,曾被廣泛地應(yīng)用于過程故障診斷中,但由于PCA方法僅能提取數(shù)據(jù)中的線性特征,導(dǎo)致該方法在處理復(fù)雜非線性工業(yè)數(shù)據(jù)時(shí),存在很大的局限性。近年來,(1.(6(6(6提出了一種新的非線性特征提取方法:主多項(xiàng)式分析(Principal Polynomial Analysis,PPA)算法,研究表明該算法不僅能提取數(shù)據(jù)的非線性特征還具有模型簡單、計(jì)算速度快等特點(diǎn),并在圖像處理領(lǐng)域中取得較好的特征提取效果。為此,本論文首次將PPA算法作為特征提取方法應(yīng)用于多元統(tǒng)計(jì)分析框架中,同時(shí)采用貢獻(xiàn)圖法和貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷方法對(duì)故障變量和故障類型進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別,最后基于TE仿真化工過程,對(duì)PPA方法的故障診斷效果進(jìn)行測試,并與傳統(tǒng)的PCA方法的效果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明PPA方法有更好的故障診斷效果。另外,由于化工過程數(shù)據(jù)具有動(dòng)態(tài)和復(fù)雜分布的特性,為了進(jìn)一步提高PPA方法在過程故障診斷中的應(yīng)用效果,本論文分別針對(duì)這兩種數(shù)據(jù)特征對(duì)PPA方法進(jìn)行如下改進(jìn):(1)在PPA方法的基礎(chǔ)上分別采用AR模型和移動(dòng)窗策略這兩種方式考慮數(shù)據(jù)樣本間的動(dòng)態(tài)特性,并構(gòu)建出相應(yīng)的兩種基于動(dòng)態(tài)PPA的過程故障診斷方法,即基于DPPA的過程故障診斷方法和基于MW-PPA的過程故障診斷法;(2)針對(duì)化工數(shù)據(jù)變量不完全服從高斯分布的特點(diǎn),本論文采用分步診斷的策略提出了基于ICA-PPA的故障檢測方法。在上述改進(jìn)后的方法中,均采用貢獻(xiàn)圖法和貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷法分別對(duì)故障變量和故障類型進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別。同時(shí),基于TE仿真化工過程對(duì)比PPA方法與改進(jìn)后PPA方法的應(yīng)用效果,結(jié)果表明改進(jìn)后的PPA方法在故障檢測和故障識(shí)別方面有更好地表現(xiàn)。最后,本文為了進(jìn)一步驗(yàn)證PPA方法和改進(jìn)后的PPA方法在實(shí)際化工過程故障診斷中的應(yīng)用效果,以乙醇-水精餾實(shí)驗(yàn)裝置為研究對(duì)象,應(yīng)用上述方法進(jìn)行故障診斷測試。測試結(jié)果表明,本論文提出的基于PPA方法和及其改進(jìn)的方法在實(shí)際化工過程故障診斷中有較好的應(yīng)用效果。
【圖文】：

第一章. 緒論3圖 1. 1 故障診斷系統(tǒng)流程圖圖 1. 2 歷年故障監(jiān)測相關(guān)研究文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)圖1.2.1 故障檢測故障檢測是過程故障診斷系統(tǒng)中最重要的部分，直接影響著過程故障診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。故障檢測部分的主要任務(wù)是：根據(jù)采集的樣本數(shù)據(jù)判定過程中是否存在故障，若存在故障則給出故障警告，若未發(fā)現(xiàn)異常則對(duì)下一個(gè)樣本進(jìn)行檢測。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳統(tǒng)故障檢測方法的局限性，導(dǎo)致故障檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確率較低，常出現(xiàn)誤報(bào)和漏報(bào)的情況。為了降低故障檢測的漏報(bào)率和誤報(bào)率，研究人員相繼提出許多改進(jìn)后的故障檢測方法。1.2.2 故障識(shí)別當(dāng)故障檢測部分發(fā)現(xiàn)故障后，故障識(shí)別部分將對(duì)故障的性質(zhì)、類型等信息進(jìn)行識(shí)別，并將信息呈遞給管理人員。因此，故障識(shí)別部分能幫助管理人員找到故障發(fā)生的原因和位置，為下一步?jīng)Q策提供有效信息。目前，，故障識(shí)別的主要研究集中在以下兩個(gè)方面：①鎖定故障狀態(tài)下的異常變量；②根據(jù)歷史故障信息

第二章. 文獻(xiàn)綜述 ( ) ( ) ( ) ( ) （ ） ( ) ( ) ( ) （ ） ( ) ( ) （ ）其中，物質(zhì) F 是反應(yīng)生成的副產(chǎn)物，整個(gè)反應(yīng)是不可逆、放熱的，由于生成 G 所需的活化能大于生成 H 所需的活化能，因此溫度對(duì)整個(gè)反應(yīng)的選擇性較大。反應(yīng)器中生成的產(chǎn)品首先通過冷凝器冷卻，之后流入汽/液分離器中，從分離器出來的氣體通過壓縮機(jī)再循環(huán)送入反應(yīng)器中。為了防止過程中惰性組分和反應(yīng)副產(chǎn)品的積聚，必須排放一部分再循環(huán)流。來自分離器的冷凝成分（流 10）被泵送到汽提塔內(nèi)。流 4 用于汽提流 10 中剩余的反應(yīng)物，這些剩余的反應(yīng)物通過流 5 與再循環(huán)流結(jié)合。從汽提塔底部出來的產(chǎn)品 G 和 H（流 11）被送入后續(xù)存儲(chǔ)裝置（圖 2.4 中未畫出）。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ02

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本文編號(hào)：2668503