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基于核Fisher包络分析的间歇过程故障诊断
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2014.1
  • 页码:1317-1326
  • 分类:TP277[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京化工大学信息科学与技术学院,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61174128,51375038);北京市自然科学基金项目(4132044).
  • 相关项目:数据与模型融合驱动的间歇聚合过程学习控制
中文摘要:

随着间歇过程越来越受重视,其过程监控和故障诊断技术也成为研究热点。以核Fisher判别分析为基础,提出了基于核Fisher的正常工况与故障包络面模型,给出了基于该模型的在线故障诊断流程。此方法利用了Fisher判别分析对类别的划分特点,分别针对正常工况数据和各故障类型数据建立包络曲面模型。与多向Fisher判别分析相比,该方法按批次方向将数据展开,能够解决生产周期不一致问题,在线故障诊断时也不需要预报完整的生产轨迹,并且加入核函数来处理复杂的非线性。最后在青霉素发酵过程的仿真平台上对该方法进行测试,与改进多向Fisher判别分析方法进行对比,该方法获得了满意的诊断效果:能够及早诊断出故障的发生,并在有效识别已有故障的同时还具有对新故障的自学习能力。

英文摘要:

With increasing importance of batch processes, its monitoring and fault diagnosis technology has become a research focus. An envelope surface model of normal and fault operation conditions based on kernel Fisher analysis technique was proposed, and also an online fault diagnosis program was presented in this paper. With kernel Fisher discriminant analysis's characteristics for classification, envelope surface models for normal data and each fault data were built. Compared with multiway Fisher discriminant analysis (MFDA), the proposed method unfolded the process data batch-wise, so it could deal with unequal batch length and did not require to predict the whole production trajectory when implementing online fault diagnosis. Also kernel function could deal with nonlinear problems. Finally, the proposed method was tested in the simulation platform of penicillin fermentation process. The simulation results comparing with the improved MFDA showed that the proposed method could diagnose the fault early, and also had self-learning ability for new fault.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185