【摘要】：有效的工業(yè)過程故障診斷方法,不僅能夠在第一時間對出現(xiàn)的故障進(jìn)行識別和處理,避免可能出現(xiàn)的危險(xiǎn),同時也要對故障的類型和原因進(jìn)行診斷,以有效對故障進(jìn)行預(yù)防。但是,由于實(shí)際情況受多因素影響,不易通過過程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行故障診斷。數(shù)據(jù)驅(qū)動是建立在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,通過運(yùn)行過程中記錄的大量有用的信息進(jìn)行挖掘,從中獲得所需要的信息和知識的過程,具有更加實(shí)際的意義。本文研究采用無監(jiān)督的多元統(tǒng)計(jì)分析方法及聚類算法,簡單高效地處理工業(yè)過程中的故障檢測和診斷問題,論文的主要內(nèi)容包括:首先,分別對核主元分析KPCA和模糊C均值聚類FCM算法進(jìn)行了詳細(xì)分析,進(jìn)一步將KPCA與FCM進(jìn)行了結(jié)合,提出了一類基于KPCA的FCM聚類方法。其次,將所提出的方法應(yīng)用于工業(yè)過程故障診斷問題。核主元分析(KPCA)算法通過映射將數(shù)據(jù)從輸入空間映射到高維特征空間,從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,有效降低數(shù)據(jù)維度和提高處理效率。同時可通過KPCA結(jié)合T2和SPE兩個統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行實(shí)時的故障檢測。接著,采用FCM算法對故障模式類別進(jìn)行劃分,從而實(shí)現(xiàn)故障的診斷。最后,將提出的這種方法用于TE化工生產(chǎn)過程的仿真,采用KPCA-FCM方法,獲得了故障數(shù)據(jù)的分類,同時實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的在線診斷。利用該數(shù)據(jù)驅(qū)動算法,可高效檢測工業(yè)過程中的故障并對故障進(jìn)行診斷。
[Abstract]:The effective method of industrial process fault diagnosis can not only identify and deal with the fault in the first time, avoid the possible danger, but also diagnose the type and cause of the fault in order to prevent the fault effectively. However, because the actual situation is affected by many factors, it is difficult to carry out fault diagnosis through the mathematical model of the process. Data-driven is a process based on the analysis of data, mining a lot of useful information recorded in the running process, and obtaining the needed information and knowledge from the process, which has more practical significance. In this paper, the unsupervised multivariate statistical analysis method and clustering algorithm are used to deal with the problems of fault detection and diagnosis in industrial process simply and efficiently. The main contents of this paper are as follows: first, The kernel principal component analysis (KPCA) and fuzzy C-means clustering (FCM) algorithms are analyzed in detail. Furthermore, a kind of FCM clustering method based on KPCA is proposed by combining KPCA with FCM. Secondly, the proposed method is applied to industrial process fault diagnosis. The kernel principal component analysis (KPCA) algorithm maps the data from the input space to the high-dimensional feature space, which can effectively reduce the data dimension and improve the processing efficiency. At the same time, real-time fault detection can be carried out by KPCA combined with T2 and SPE statistics. Then, the FCM algorithm is used to divide the fault mode categories to realize fault diagnosis. Finally, the proposed method is applied to the simulation of te chemical production process. The classification of fault data is obtained by using KPCA-FCM method, and the fault data online diagnosis is realized at the same time. Using the data driven algorithm, the fault in industrial process can be detected and diagnosed efficiently.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ086

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本文編號：2150094