基于Fisher判別法的化工過(guò)程故障診斷算法研究.pdf

1、現(xiàn)代化工生產(chǎn)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有極高的地位，存在諸多不利于生產(chǎn)安全因素，這對(duì)故障診斷方法的使用和發(fā)展提出了更高的要求。故障診斷技術(shù)通過(guò)監(jiān)督生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)過(guò)程的變化，能夠?qū)收献龀鲎R(shí)別、分離并消除故障，以防止災(zāi)難性事故的發(fā)生?；诙嘣y(tǒng)計(jì)法的化工過(guò)程故障診斷方法由于僅依賴于已有控制系統(tǒng)的過(guò)程數(shù)據(jù)，無(wú)需額外添加設(shè)備部件，正受到越來(lái)越多的關(guān)注，成為故障診斷研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文以多元統(tǒng)計(jì)分析理論為基礎(chǔ)，以實(shí)際工程應(yīng)用為最終目標(biāo)，對(duì)故障診斷

2、領(lǐng)域的一些方法加以研究。
　　 本文所做的工作以Fisher判別法為基礎(chǔ)，以復(fù)雜化工過(guò)程TE過(guò)程為研究平臺(tái)，針對(duì)Fisher判別法的一些不足進(jìn)行研究改進(jìn)。
　　 傳統(tǒng)Fisher判別法雖然是十分優(yōu)秀的判別分類方法，能夠有效應(yīng)用于一般性的故障診斷領(lǐng)域。但是，在應(yīng)對(duì)化工過(guò)程故障診斷時(shí)，由于化工過(guò)程數(shù)據(jù)具有非線性和強(qiáng)噪聲，使得適用于線性判別領(lǐng)域的Fisher判別法難以有效應(yīng)用；即使能夠?qū)?shù)據(jù)做出判別，由于數(shù)據(jù)中噪聲的存在，也會(huì)

3、對(duì)判別的正確性造成不良影響。針對(duì)化工過(guò)程數(shù)據(jù)的這些特點(diǎn)，本文在核Fisher判別法的基礎(chǔ)之上，又對(duì)小波變換進(jìn)行了研究并做方法結(jié)合。先以小波做去噪處理，再以核Fisher判別法對(duì)非線性數(shù)據(jù)進(jìn)行判別。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，所提方法能夠克服化工過(guò)程數(shù)據(jù)的不利之處，效果良好。
　　 雖然核函數(shù)的引入可以使傳統(tǒng)線性Fisher判別法有能力處理非線性問(wèn)題，但是核函數(shù)的引入、核映射的存在會(huì)將數(shù)據(jù)空間推向更高維的空間。在實(shí)際問(wèn)題中，尤其是面對(duì)本身就很龐大的

4、化工過(guò)程數(shù)據(jù)，維數(shù)災(zāi)難很有可能發(fā)生，造成對(duì)核矩陣的計(jì)算耗費(fèi)大量的時(shí)間，甚至無(wú)法計(jì)算的可能。另一方面，多元統(tǒng)計(jì)分析法的一個(gè)基本前提是需要待測(cè)數(shù)據(jù)滿足高斯分布，而化工過(guò)程數(shù)據(jù)往往無(wú)法滿足，這也對(duì)判別的正確性造成了不小的影響。針對(duì)這些問(wèn)題本文提出了基于近鄰邊界的核Fisher判別法。近鄰邊界法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需對(duì)待處理數(shù)據(jù)做任何假設(shè)，同時(shí)由于具有降維的作用，更加有優(yōu)勢(shì)與核Fisher判別法相結(jié)合。經(jīng)過(guò)TE過(guò)程平臺(tái)的仿真，驗(yàn)證了該方法的可行性與有效性