基于主元分析的工业过程故障诊断算法研究

发布时间：2023-06-05 03:10

　　基于多元统计分析的故障诊断方法是故障诊断领域的一个重要研究分支,主元分析(PCA)方法又是目前在工业过程故障诊断中应用最多的多元统计方法之一。然而,传统的主元分析(PCA)方法往往存在着明显的不足之处,例如在进行量纲标准化之后的数据往往是近似相等的,很难有效地选出具有代表性的主元。本文以传统PCA方法的思想为理论基石,以各种改进的主元分析方法为主线,在前人研究的基础上,对PCA方法进行了更加深入的探讨。本文主要致力于降低过程监控中的误报率方面的研究,主要内容如下： (1)对传统的主元分析(PCA)方法和现有一些基于传统主元分析(PCA)的改进方法以及小波分析基础知识和相对主元分析方法做了简单介绍。 (2)为了寻找一种有效降低误报率的新方法,在自适应主元分析和相对主元分析(RPCA)的基础上,提出了自适应相对主元分析方法。并通过TEP过程对其进行了仿真试验,但是仿真结果并没有像预期的那样,使误报率有明显的降低,而是和现有的处理误报率的方法差不多,甚至比自适应主元分析的效果还要差。 (3)在自适应相对主元分析的基础上,做了更深一步的研究,提出了基于小波的自适应相对主元分析方法。单纯的自适应...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 故障诊断方法的分类
        1.2.1 基于解析模型的故障诊断方法
        1.2.2 基于知识的故障诊断方法
        1.2.3 基于数据驱动的故障诊断方法
    1.3 三种工业过程故障诊断方法的优缺点
    1.4 本文的研究特色及主要研究内容
2 主元分析的应用现状
    2.1 多元统计分析方法概述
    2.2 主元分析基本概念
        2.2.1 主元定义
        2.2.2 主元分析算法
        2.2.3 主元个数的确定
    2.3 基于主元分析的故障诊断
        2.3.1 SPE统计量
        2.3.2 T²统计量
        2.3.3 T²统计量的阈值
    2.4 基于主元分析的过程故障诊断
        2.4.1 基于主元分析的故障诊断的具体算法
        2.4.2 基于主元分析的故障识别与诊断
        2.4.3 基于传统主元分析的仿真试验
3 几种改进的主元分析方法
    3.1 动态主元分析
    3.2 PVR和CVR统计量
    3.3 核主元分析
        3.3.1 核主元分析算法
        3.3.2 动态核主元分析故障诊断
        3.3.3 动态过程诊断
    3.4 相对主元分析
        3.4.1 相对化变换
        3.4.2 相对主元模型
        3.4.3 基于相对主元分析的仿真试验
    3.5 自适应主元分析
        3.5.1 自适应主元分析算法
        3.5.2 基于自适应主元分析的仿真试验
    3.6 其它基于主元分析的方法
4 自适应相对主元分析算法设计
    4.1 自适应相对主元分析
    4.2 自适应相对主元分析算法设计
    4.3 自适应相对主元分析仿真试验
5 基于小波的自适应相对主元分析在故障诊断中的应用
    5.1 小波分析的基本理论
        5.1.1 连续小波变换
        5.1.2 离散小波变换
        5.1.3 多分辨率分析及Mallat算法
        5.1.4 小波去噪
    5.2 基于小波的自适应相对主元分析算法设计
    5.3 基于小波的自适应相对主元分析仿真试验
6 结论
参考文献
附录A 仿真程序
附录B 仿真数据
在学期间研究成果
致谢



本文编号：3831569