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基于时序扩展的邻域保持嵌入算法及其在故障检测中的应用
  • ISSN号:1006-3080
  • 期刊名称:《华东理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 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]浙江大学工业控制研究所,工业控制技术国家重点实验室,杭州310027
  • 相关基金:国家自然科基金面上项目(61273167); 国家973计划(2012CB720500)
中文摘要:

针对动态自相关数据的特征提取和降维问题,提出了一种基于时序扩展的邻域保持嵌入(TNPE)的故障检测方法。针对邻域保持嵌入算法的不足,构建了新的优化目标,在构建局部空间结构特征的基础上,同时提取了数据随时间变化的动态特征。使得投影得到的低维空间不仅和原始变量空间具有相似的空间局部近邻结构,而且具有相似的时序动态结构,因而包含了更多的特征信息。在此基础上,利用TNPE算法将原始过程数据划分为特征空间和残差空间,并分别建立T2和SPE统计量实现工业过程监测。通过对Tennessee Eastman(TE)过程的仿真研究,验证了TNPE算法有效性可行性,并显示出了优越的故障检测能力。

英文摘要:

In order to handle the feature extraction and dimension reduction of dynamic autocorrelation data,this paper presents a temporal extension method of neighborhood preserving embedding(TNPE)for fault detection.Taking the limitation of the existing NPE into account,a new optimizing target is constructed by incorporating both the spatial feature and the temporal relation among the process data. Comparing to original high-dimensional variable space,the obtained low-dimensional projection space has similar local spatial structure and the temporal dynamic structure,such that more feature information can be extracted.By means of the TNPE algorithm,the original variable space is divided into the feature space and residual space.Moreover,Hotelling's T2 and squared predication error are constructed upon the TNPE model to monitor the variations among the two spaces.A case study on the Tennessee Eastman process demonstrates the feasibility and efficacy of the proposed method in this paper,which also shows the superiority in fault detection.

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期刊信息
  • 《华东理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:华东理工大学
  • 主编:刘红来
  • 地址:上海梅陇路130号
  • 邮编:200237
  • 邮箱:ecustxbbzz@ecust.edu.cn
  • 电话:021-64252666
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-3080
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1691/TQ
  • 邮发代号:4-382
  • 获奖情况:
  • 2001年被国家新闻出版总署评为"中国期刊方阵科技...,2002年获"第五届全国石油和化工行业优秀期刊二等奖",2004年获"全国高校优秀科技期刊二等奖",2006年荣获"首届中国高校优秀科技期刊奖"以及"第...
  • 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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:10083