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基于多向核熵偏最小二乘的间歇过程监测及质量预测
  • ISSN号:0254-0037
  • 期刊名称:北京工业大学学报
  • 时间:2014
  • 页码:851-856
  • 分类:TP274.5[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]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61174109);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20101103110009)
  • 相关项目:基于多元统计方法的间歇过程监控与故障诊断研究
中文摘要:

针对间歇过程数据的批次不等长和强非线性的特点,结合核偏最小二乘和核熵分析,提出了多向核熵偏最小二乘(multi-way kernel entropy partial least squares,MKEPLS)的过程监测及质量预测方法.该方法将三维历史数据沿新的展开方式展开,克服了批次不等长和数据缺失的问题,通过核映射将过程数据从低维输入空间映射到高维特征空间,实现变量之间非线性相关关系的线性转换,解决了数据的非线性特性;根据核熵的大小将特征值和特征向量进行排序并对数据进行降维,弥补了MKPLS方法只按照数据特征值的最大化进行降维的不足.同时,引入核特征提取算法降低核空间的计算量,使其能够在线应用.数值实例和实际工业过程数据的验证效果表明:MKEPLS方法不仅能对故障进行有效监控,提高故障的报警率,同时还能对最终产品质量进行预测.

英文摘要:

Aiming at the nonlinear, unequal length of the data in the batch processes, a multi-way entropy partial least squares (MKEPLS) process monitoring and quality prediction method was proposed combining with kernel partial least squares and kernel entropy analysis. The method solved the unequal length and missing data problem by expanding the original three-dimensional data in a new unfolding way, and the nonlinear character of the data could also be solved through the kernel mapping process, which mapped the data from low dimensional input space into a high dimensional feature space to achieve the nonlinear relationship between variables linear transformation. Then, the data dimensionality reduction was conducted according to the kernel entropy eigenvalues and eigenveetors, which made up the shortcomings in MKPLS method. Moreover, the kernel feature extraction algorithm was introduced to reduce the computational kernel space to enable the online applications of MKEPLS. The numerical examples and practical industrial process data performance show that MKEPLS method can monitor the fault effectively, improve the fault alarm rate, and predict the quality of the final product at the same time.

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期刊信息
  • 《北京工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:北京市教委
  • 主办单位:北京工业大学
  • 主编:卢振洋
  • 地址:北京市朝阳区平乐园100号
  • 邮编:100124
  • 邮箱:xuebao@bjut.edu.cn
  • 电话:010-67392535
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0037
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2286/T
  • 邮发代号:2-86
  • 获奖情况:
  • 中国高等学校自然科学学报优秀学报二等奖,北京市优秀期刊,华北5省市优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,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,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:11924