本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境下數(shù)據(jù)驅(qū)動的MPC性能監(jiān)控，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：控制器的性能監(jiān)控,是保證控制器及整個工業(yè)過程平穩(wěn)正常運行的一種常用手段。由于工業(yè)過程日趨復(fù)雜,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測控制器(Model Predictive Control,MPC)的性能監(jiān)控方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的需求,本文針對基于多工況和多誘因的復(fù)雜環(huán)境下的MPC性能監(jiān)控方法進(jìn)行研究,結(jié)合數(shù)據(jù)在多工況多誘因下的特點,提出了有效可行的數(shù)據(jù)驅(qū)動的性能監(jiān)控的方法。多工況環(huán)境的性能監(jiān)控中,在進(jìn)行性能評估時,控制器的性能基準(zhǔn)會隨著工況的變化而變化,因此在性能評估前需要通過確定實時數(shù)據(jù)所處的工況,以確定數(shù)據(jù)所在工況對應(yīng)的性能基準(zhǔn)。本文就此問題提出了基于綜合相似因子的工況判定方法,利用改進(jìn)的主元分析(Principle Component Analysis,PCA)相似因子和巴氏距離(Bhattacharyya distance)相似因子,同時考慮了數(shù)據(jù)在主元方向上的變化以及在空間距離的變化,比較實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的相似程度,從而獲取實時數(shù)據(jù)所處的工況。在多誘因的性能監(jiān)控中,即同時存在多種導(dǎo)致MPC性能下降的原因,若只考慮單一誘因,并不能完全診斷出導(dǎo)致MPC控制器性能下降的所有原因。而在多誘因的影響下,會使得不同情況下MPC的輸入/輸出數(shù)據(jù)特征相近,加大了性能監(jiān)控的難度。本文對數(shù)據(jù)驅(qū)動的多誘因影響的MPC性能監(jiān)控首先提出了一種基于巴氏距離相似因子的性能評估方法,該方法利用巴氏距離相似因子作為性能指標(biāo),由于巴氏距離考慮到了數(shù)據(jù)方差的變化,通過比較實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的空間距離和方差差異,有效地放大了數(shù)據(jù)的波動變化,從而提高了性能評估的準(zhǔn)確性。在性能評估的基礎(chǔ)上,針對多誘因MPC性能診斷問題,本文提出了基于對支持向量機(jī)(Twin Support Vector Machine,TWSVM)和有向無環(huán)圖(Directed Acyclic Graph,DAG)相結(jié)合的分類器算法。該算法考慮到了多誘因存在的影響,對性能診斷的過程進(jìn)行逐步分解,從而達(dá)到對多誘因的MPC性能診斷的目的。最后數(shù)據(jù)驅(qū)動的MPC性能監(jiān)控仿真軟件平臺的建立,推廣了本文提出的性能監(jiān)控方法,該軟件平臺利用MATLAB GUI工具,將上述算法以代碼的方式實現(xiàn),軟件平臺的功能模塊包括了數(shù)據(jù)導(dǎo)入,工況判定,性能評估以及性能診斷。通過導(dǎo)入相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù),便可完成對于多工況多誘因影響下數(shù)據(jù)驅(qū)動的MPC性能監(jiān)控。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)驅(qū)動 性能監(jiān)控 預(yù)測控制器 多工況多誘因 巴氏距離
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景和意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的控制器的性能監(jiān)控13-15
• 1.2.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的MPC性能監(jiān)控15
• 1.2.3 多工況多誘因的性能監(jiān)控15-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-19
• 第二章 基于綜合相似因子的多工況判定19-38
• 2.1 引言19
• 2.2 基于綜合相似因子的工況判定19-27
• 2.2.1 一種改進(jìn)的PCA相似因子21-23
• 2.2.2 巴氏距離相似因子23-25
• 2.2.3 綜合相似因子定義25-27
• 2.3 仿真結(jié)果27-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 數(shù)據(jù)驅(qū)動的多誘因MPC性能監(jiān)控38-63
• 3.1 引言38-40
• 3.2 基于巴氏距離相似因子的性能評估40-43
• 3.3 基于TWSVM和DAG相結(jié)合的性能診斷43-50
• 3.3.1. TWSVM的基本原理43-45
• 3.3.2. DAG的基本原理45-48
• 3.3.3. 性能診斷算法48-50
• 3.4 仿真結(jié)果50-61
• 3.4.1 性能評估階段仿真結(jié)果50-57
• 3.4.2 性能診斷階段仿真結(jié)果57-61
• 3.5 本章小結(jié)61-63
• 第四章 數(shù)據(jù)驅(qū)動的MPC性能監(jiān)控軟件平臺63-75
• 4.1 引言63
• 4.2 MATLAB GUI簡介63-64
• 4.3 軟件平臺功能64-74
• 4.3.1 軟件登錄界面65-67
• 4.3.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊67-68
• 4.3.3 工況判定模塊68-69
• 4.3.4 性能評估模塊69-72
• 4.3.5 性能診斷模塊72-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 全文內(nèi)容總結(jié)75-76
• 5.2 研究內(nèi)容展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文83
• 攻讀碩士學(xué)位期間其他學(xué)術(shù)成果83-85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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本文編號：373693