本文關(guān)鍵詞：基于軌跡分析的工業(yè)過(guò)程建模與故障檢測(cè)

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【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,過(guò)程監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于保證過(guò)程正常運(yùn)行,提升產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。隨著工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜化和大規(guī)�；�,過(guò)程的機(jī)理模型往往難以獲得,而由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用,從生產(chǎn)中采集到的過(guò)程數(shù)據(jù)越來(lái)越豐富,這些工業(yè)大數(shù)據(jù)中包含了大量與過(guò)程運(yùn)行相關(guān)的重要信息。因此,如何從海量數(shù)據(jù)中提取過(guò)程特征和有效信息,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)過(guò)程建模和在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),成為了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。近幾十年來(lái),針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的各種監(jiān)測(cè)需求,在多變量統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了大量研究成果。傳統(tǒng)的多變量統(tǒng)計(jì)方法往往基于過(guò)程數(shù)據(jù)的理想情況假設(shè),因而在實(shí)際過(guò)程中的應(yīng)用受到了限制。針對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性、非線性、非高斯性和隨機(jī)性等復(fù)雜特性,本文通過(guò)分析過(guò)程數(shù)據(jù)的變化軌跡,以過(guò)程的動(dòng)態(tài)性為主要切入點(diǎn),將批次過(guò)程和連續(xù)過(guò)程作為研究對(duì)象,解決過(guò)程監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中面臨的一系列問(wèn)題。(1)針對(duì)批次過(guò)程的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)性和批次數(shù)據(jù)不等長(zhǎng)等問(wèn)題,提出了一種以軌跡分析為主要思想的動(dòng)態(tài)建模和故障檢測(cè)方法。通過(guò)局部差分計(jì)算構(gòu)造軌跡向量,同時(shí)利用即時(shí)學(xué)習(xí)方法搜索并提取相似軌跡,實(shí)現(xiàn)在線多變量統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)模型的更新和故障檢測(cè),改進(jìn)了批次過(guò)程動(dòng)態(tài)故障檢測(cè)技術(shù)并解決了歷史數(shù)據(jù)缺陷等問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于基于軌跡向量的方法提取了過(guò)程的變化軌跡和趨勢(shì),對(duì)于動(dòng)態(tài)過(guò)程有較好的故障檢測(cè)效果,同時(shí)避免了數(shù)據(jù)不等長(zhǎng)和數(shù)據(jù)缺失等問(wèn)題對(duì)在線監(jiān)測(cè)的干擾。(2)針對(duì)批次過(guò)程模態(tài)間過(guò)渡階段的復(fù)雜數(shù)據(jù)特性,提出了一種基于局部軌跡分析和PLS-SVDD算法的過(guò)程建模和故障檢測(cè)方法。由于批次過(guò)程模態(tài)間的過(guò)渡階段數(shù)據(jù)特性十分復(fù)雜,除了包含強(qiáng)自相關(guān)性之外,還包含非高斯性和非線性等其他復(fù)雜特性。同時(shí),由于該階段的質(zhì)量指標(biāo)對(duì)于過(guò)程前后模態(tài)的正常運(yùn)行有著重要的指導(dǎo)意義,因此對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量相關(guān)的故障檢測(cè)是十分必要的。為此,通過(guò)對(duì)局部數(shù)據(jù)軌跡和分布的分析辨識(shí)出過(guò)渡階段并建立對(duì)應(yīng)的PLS-SVDD模型,在利用回歸模型實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相關(guān)的故障檢測(cè)的同時(shí),消除了數(shù)據(jù)非高斯性對(duì)統(tǒng)計(jì)量構(gòu)造和故障檢測(cè)的影響。在對(duì)批次過(guò)程進(jìn)行全局故障檢測(cè)時(shí),通過(guò)對(duì)過(guò)渡階段進(jìn)行單獨(dú)的局部建模和在線故障檢測(cè),可以使監(jiān)測(cè)結(jié)果更為可靠。(3)針對(duì)批次過(guò)程監(jiān)測(cè)中遇到的過(guò)程隨機(jī)性和不確定性問(wèn)題,提出了一種基于隨機(jī)優(yōu)化和軌跡分析的故障檢測(cè)方法�？紤]到過(guò)程的動(dòng)態(tài)性以及質(zhì)量相關(guān)故障檢測(cè)的需求,以隨機(jī)優(yōu)化算法為主要思想,計(jì)算包含隨機(jī)參數(shù)的最優(yōu)歷史質(zhì)量軌跡作為故障檢測(cè)的參照軌跡。與此同時(shí),由于通過(guò)傳感器采集到的歷史數(shù)據(jù)可能包含缺失數(shù)據(jù)或面對(duì)總批次數(shù)較少的問(wèn)題,引入bagging算法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣并構(gòu)造出包含獨(dú)立最優(yōu)質(zhì)量軌跡的多個(gè)監(jiān)測(cè)子模型,并分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)量。在線監(jiān)測(cè)階段,通過(guò)將各個(gè)子模型的故障檢測(cè)結(jié)果利用集成學(xué)習(xí)方法進(jìn)行決策融合,最終實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相關(guān)的在線故障檢測(cè)。通過(guò)引入隨機(jī)優(yōu)化的概念,在考慮過(guò)程動(dòng)態(tài)性和質(zhì)量相關(guān)故障檢測(cè)等普遍問(wèn)題的同時(shí),消除了過(guò)程隨機(jī)性和不確定性對(duì)故障檢測(cè)的影響,相比傳統(tǒng)方法在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有更好的監(jiān)測(cè)效果和應(yīng)用價(jià)值。最后,將本文提出的基于軌跡分析思想的故障檢測(cè)方法與實(shí)際工業(yè)中的連續(xù)過(guò)程結(jié)合,并進(jìn)行了效果驗(yàn)證。結(jié)果表明,該方法的實(shí)際監(jiān)測(cè)效果較好,有著良好的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP274

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐力平,趙忠華,張炎華;導(dǎo)航傳感器故障檢測(cè)策略[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2002年07期

2 李新國(guó),陳紅英;基于H_∞估計(jì)的魯棒故障檢測(cè)[J];中國(guó)空間科學(xué)技術(shù);2004年06期

3 李志生;張國(guó)強(qiáng);劉建龍;;故障檢測(cè)與診斷技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用和展望[J];流體機(jī)械;2006年06期

4 李?yuàn)檴?劉勇;潘成勝;;分布式故障檢測(cè)技術(shù)在雙獨(dú)立互聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年03期

5 顏秉勇;田作華;施頌椒;;非線性攝動(dòng)時(shí)滯系統(tǒng)的H_∞/H_-魯棒故障檢測(cè)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

6 王傲勝;曹小榮;;故障檢測(cè)綜述[J];煤礦機(jī)械;2008年03期

7 唐菊琴;;計(jì)算機(jī)故障檢測(cè)與定位[J];福建電腦;2011年06期

8 鄒振宇;;計(jì)算機(jī)常見(jiàn)故障檢測(cè)及維護(hù)[J];無(wú)線互聯(lián)科技;2012年07期

9 陶仁驥;;組合電路的故障檢測(cè)[J];電子計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài);1975年07期

10 葉銀忠;潘日芳;蔣慰孫;;過(guò)程系統(tǒng)的在線故障檢測(cè)、診斷和預(yù)報(bào)技術(shù)(一)[J];化工自動(dòng)化及儀表;1988年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張漢國(guó);;大系統(tǒng)的故障檢測(cè)——隨機(jī)情形[A];1993中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

2 周東華;;一種工業(yè)異步電機(jī)的在線故障檢測(cè)與診斷新方法[A];1994年中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];1994年

3 趙琦;周東華;;閉環(huán)系統(tǒng)的小故障檢測(cè)與分離方法[A];第十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（二）[C];2000年

4 李福明;段廣仁;;一種魯棒故障檢測(cè)與分離的參數(shù)化方法[A];第16屆中國(guó)過(guò)程控制學(xué)術(shù)年會(huì)暨第4屆全國(guó)故障診斷與安全性學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 王洪江;孫保民;田進(jìn)步;;一種圖形化的故障檢測(cè)和診斷方法[A];全國(guó)第19屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

6 彭濤;桂衛(wèi)華;Ding Steven X;湯瓊;李昊;;一種基于混合H_-/H_∞的故障檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

7 魏晨;陳宗基;;非線性系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè)與診斷[A];第十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（二）[C];2000年

8 韓兵;陳新海;;隨機(jī)參數(shù)最小均方濾波及其在飛行器故障檢測(cè)中的應(yīng)用[A];1995中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1995年

9 葛彤;鄧建華;;復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷的層次遞進(jìn)方法[A];1996中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1996年

10 方華京;;控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的l~1優(yōu)化方法[A];第十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（二）[C];2000年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 陳代壽;BFD高速路由故障檢測(cè)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2005年

2 涵薏;排除風(fēng)電系統(tǒng)中的故障[N];上�？萍紙�(bào);2010年

3 上海 徐亞?wèn)|;ADSL故障檢測(cè)利器[N];電腦報(bào);2004年

4 暴青雨　本報(bào)特約通訊員 趙彥斌;為了戰(zhàn)時(shí)能打贏[N];解放軍報(bào);2011年

5 翟衛(wèi)平;梁來(lái)潤(rùn);為了航天員的生命安全[N];中國(guó)航天報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 喬常明;故障檢測(cè)與診斷方法研究及其在網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];黑龍江大學(xué);2015年

2 劉洋;魯棒模型預(yù)測(cè)控制與基于數(shù)據(jù)重構(gòu)的故障檢測(cè)[D];天津大學(xué);2015年

3 何雨辰;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過(guò)渡過(guò)程建模與監(jiān)測(cè)[D];浙江大學(xué);2017年

4 沈非凡;基于軌跡分析的工業(yè)過(guò)程建模與故障檢測(cè)[D];浙江大學(xué);2016年

5 王紅茹;動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的魯棒故障檢測(cè)與分離方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 楊青;集合型故障檢測(cè)與診斷技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2013年

7 張登峰;動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷研究[D];南京理工大學(xué);2003年

8 李霄劍;魯棒自適應(yīng)故障檢測(cè)與隔離方法研究[D];東北大學(xué);2011年

9 馬傳峰;基于觀測(cè)器的魯棒H_∞故障檢測(cè)問(wèn)題研究[D];山東大學(xué);2007年

10 周樂(lè);基于概率的工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)建模與故障檢測(cè)[D];浙江大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張荷;基于PU學(xué)習(xí)的軟件故障檢測(cè)方法研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 妥建軍;一種配電網(wǎng)有源相間故障檢測(cè)技術(shù)的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 鄭茜予;基于主元分析的微小故障檢測(cè)[D];華北電力大學(xué);2015年

4 翟夢(mèng)佳;基于數(shù)據(jù)的燃料電池典型非正常工況故障檢測(cè)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 陳姣;基于子空間辨識(shí)方法的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的故障檢測(cè)與診斷[D];華中科技大學(xué);2015年

6 吳翔;可實(shí)現(xiàn)任意可靠度的故障檢測(cè)與切換系統(tǒng)模型研究[D];東華理工大學(xué);2015年

7 樓嘉宇;基于機(jī)器學(xué)習(xí)的電弧故障檢測(cè)算法研究[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

8 洪碩果;SDN網(wǎng)絡(luò)的故障檢測(cè)和恢復(fù)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2015年

9 林圣才;基于核可預(yù)測(cè)元分析算法的故障檢測(cè)與診斷[D];上海交通大學(xué);2015年

10 冉永清;基于增量式核非負(fù)矩陣分解算法的數(shù)據(jù)流故障檢測(cè)與診斷[D];上海交通大學(xué);2015年

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