發(fā)布時(shí)間：2017-08-09 00:15

  本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的流程工業(yè)過程監(jiān)控研究

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【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)與工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)+概念的大力推廣,現(xiàn)代工業(yè)過程系統(tǒng)集成程度越來越高,系統(tǒng)呈現(xiàn)出高智能化和自動(dòng)化。對(duì)于此類復(fù)雜系統(tǒng),傳統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)手段由于依賴精確的物理模型而顯得力不從心。而數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展、集散控制系統(tǒng)與智能儀表的廣泛使用使得大量高質(zhì)量的過程數(shù)據(jù)被記錄和保存,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的故障監(jiān)測(cè)方法由于無需建立復(fù)雜系統(tǒng)精確的物理模型,只需分析系統(tǒng)過程海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷,使得該技術(shù)憑借其優(yōu)勢(shì)被廣泛的關(guān)注。首先,本文分析了傳統(tǒng)主元分析方法,詳細(xì)研究了TE過程,以該仿真過程作為驗(yàn)證平臺(tái)。并分別針對(duì)非線性和動(dòng)態(tài)特性問題,研究了核主元分析方法與動(dòng)態(tài)主元分析方法,比較了三種方法在TE診斷中的誤報(bào)率和漏報(bào)率。其次,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)在工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用,開發(fā)了以蒸餾塔作為被控對(duì)象的半實(shí)物仿真系統(tǒng),將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用到流程工業(yè)半實(shí)物仿真系統(tǒng)的故障檢測(cè)中,并選取了蒸餾塔過程中的幾類典型故障做了詳細(xì)研究,實(shí)現(xiàn)了故障檢測(cè)從純仿真對(duì)象到半實(shí)物系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,進(jìn)一步推進(jìn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。最后,同時(shí)考慮工業(yè)中普遍存在的非線性和動(dòng)態(tài)特性,詳細(xì)分析了動(dòng)態(tài)核主元分析法,并且針對(duì)該方法中存在的計(jì)算負(fù)荷大,計(jì)算效率低等問題,提出了一種改進(jìn)的動(dòng)態(tài)核主元分析方法,利用不可區(qū)分度和交叉程度去除眾多變量中的不相關(guān)變量或相關(guān)度較小的變量,減少數(shù)據(jù)量。針對(duì)系統(tǒng)中的典型故障,改進(jìn)動(dòng)態(tài)核主元分析方法與較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法比較,該方法能降低漏報(bào)率和誤報(bào)率,提高診斷可靠性,并且能及時(shí)檢測(cè)出生產(chǎn)過程的微小故障。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 半實(shí)物仿真 動(dòng)態(tài)核主元分析 不可區(qū)分度
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ053.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 故障診斷的概念及內(nèi)容9-10
• 1.3 故障診斷的方法分類10-12
• 1.4 故障診斷的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.5 過程監(jiān)控技術(shù)存在的問題13
• 1.6 本文主要內(nèi)容13-15
• 第二章 主元分析及其拓展方法15-25
• 2.1 主元分析15-20
• 2.1.1 主元分析（PCA）基本原理15-17
• 2.1.2 主元個(gè)數(shù)的選擇17
• 2.1.3 監(jiān)控指標(biāo)17-19
• 2.1.4 主元分析在線監(jiān)測(cè)19-20
• 2.2 核主元分析20-23
• 2.2.1 核主元分析（KPCA）基本原理20-21
• 2.2.2 核函數(shù)的選擇21-22
• 2.2.3 核主元分析監(jiān)控指標(biāo)22
• 2.2.4 核主元分析在線監(jiān)測(cè)22-23
• 2.3 動(dòng)態(tài)主元分析23-24
• 2.3.1 動(dòng)態(tài)主元分析（DPCA）基本原理23
• 2.3.2 動(dòng)態(tài)主元分析在線監(jiān)測(cè)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 TE生產(chǎn)流程及半實(shí)物仿真系統(tǒng)的研究25-37
• 3.1 田納西-伊斯曼過程25-30
• 3.1.1 TE生產(chǎn)流程介紹25-26
• 3.1.2 TE生產(chǎn)流程中的變量26-28
• 3.1.3 TE生產(chǎn)流程中的故障28
• 3.1.4 TE仿真模型和故障仿真28-30
• 3.2 半實(shí)物仿真技術(shù)30-36
• 3.2.1 流程工業(yè)半實(shí)物仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2.2 流程工業(yè)綜合自動(dòng)化半實(shí)物仿真數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)32-33
• 3.2.3 半實(shí)物仿真系統(tǒng)在故障診斷研究中的優(yōu)勢(shì)33-34
• 3.2.4 蒸餾塔生產(chǎn)流程34-35
• 3.2.5 蒸餾塔生產(chǎn)流程中的變量35
• 3.2.6 蒸餾塔生產(chǎn)流程中的典型故障35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 仿真研究與應(yīng)用37-46
• 4.1 主元分析及其拓展方法在TE中的仿真研究37-41
• 4.2 主元分析及其拓展方法在半實(shí)物仿真中的應(yīng)用41-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 第五章 改進(jìn)動(dòng)態(tài)核主元分析故障診斷方法46-54
• 5.1 改進(jìn)動(dòng)態(tài)核主元分析46-50
• 5.1.1 不可區(qū)分度和交叉程度46-47
• 5.1.2 動(dòng)態(tài)特性47-48
• 5.1.3 非線性特性48-50
• 5.2 改進(jìn)動(dòng)態(tài)核主元分析在線監(jiān)測(cè)50-51
• 5.3 改進(jìn)算法的仿真研究及應(yīng)用51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第六章 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 總結(jié)54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 發(fā)表論文和科研情況說明60-61
• 致謝61-62

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