基于主元分析与偏最小二乘的故障诊断方法研究
本文关键词: 故障诊断 多元统计 主成分分析 偏最小二乘法 出处:《河北师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着工业水平朝着复杂化的发展与计算机技术的大规模应用,故障诊断方法成为了工业生产中的重点问题。通过对生产过程的的状态进行观察与预测,能够在故障发生之前及时发现工况异常,诊断出故障发生位置,合理消除噪声干扰,从而保证工业生产过程正常、安全运行。伴随着计算机的发展,工业生产过程中大量的信息都可以完整保存下来。因此,如何合理运用这些信息,通过分析大数据来判断工况是否正常,成为了研究领域的热点问题。在这样的时代背景下,基于数据驱动的故障诊断方法收到了广泛关注,并成功的应用于冶金、制药的生产过程中,在监控与检测领域体现了优越性。多元统计分析以主成分分析(PCA)与偏最小二乘法(PLS)为主,该方法不需要建立具体的数学模型,适用于产生大量数据的工况。通过对高维数据进行降维处理,可以提高计算效率,因此具有重要的研究价值与实用性。本文通过对主成分分析与偏最小二乘法的研究,并结合风力发电机的的工况进行仿真研究。论文的主要内容如下:说明了故障诊断技术在自动控制领域的重要性及其意义。介绍了故障诊断与数据驱动的方法在最近半个世纪来的发展历史。建立了主元模型的具体表达形式,描述了主元分析的基本理论,以及基于主元分析的建模方法,与利用统计图和贡献图进行基本的故障定位。针对传统主元分析方法的不足,研究了重构主元方法,并且针对重构方法无法诊断多故障同时发生的情况,对重构法做了改变。介绍了偏最小二乘法的基本理论,并且仿真对比了主元分析与偏最小二乘法的诊断效果,分析了两种方法在今后的研究趋势。总结与展望。对本文内容进行了总结,并对数据驱动的下一步研究计划作出了规划。
[Abstract]:With the development of industrial level towards complexity and the large-scale application of computer technology, fault diagnosis method has become a key problem in industrial production. The state of production process is observed and predicted. It can find the abnormal working condition in time before the fault occurs, diagnose the location of the fault, reasonably eliminate the noise interference, so as to ensure the normal and safe operation of the industrial production process, along with the development of the computer. A large amount of information in the industrial production process can be completely preserved. Therefore, how to use the information reasonably, through the analysis of big data to determine whether the working conditions are normal. It has become a hot issue in the field of research. In such an era background, data-driven fault diagnosis method has received extensive attention, and has been successfully applied in metallurgical and pharmaceutical production process. In the field of monitoring and detection, the main advantages of multivariate statistical analysis are principal component analysis (PCA) and partial least square method (PLS). This method does not need to establish a specific mathematical model. It is suitable for the condition of producing a large amount of data. By reducing the dimension of the high-dimensional data, the computational efficiency can be improved. Therefore, it has important research value and practicability. In this paper, principal component analysis and partial least square method are studied. The main contents of this paper are as follows:. The importance and significance of fault diagnosis technology in the field of automatic control are explained. The development history of fault diagnosis and data-driven method in the last half century is introduced, and the concrete expression form of principal component model is established. The basic theory of principal component analysis (PCA), the modeling method based on PCA, and the basic fault location based on statistical diagram and contribution diagram are described. The reconstruction principal component method is studied, and the reconstruction method is changed in view of the fact that the reconstruction method can not diagnose multiple faults at the same time. The basic theory of partial least square method is introduced. And the simulation results of principal component analysis and partial least square method are compared, and the research trend of the two methods in the future is analyzed. Summary and prospect. The content of this paper is summarized. And the next step of data-driven research plan to make a plan.
【学位授予单位】:河北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O212;TP277
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨瑞明;;基于主元分析的生产过程质量控制与诊断[J];制造业自动化;2012年16期
2 范少荟;文成林;;基于滑动中值滤波的多尺度主元分析方法[J];高技术通讯;2008年03期
3 杨莉;基于主元分析的多变量统计过程的故障辨识技术[J];信息与电子工程;2004年04期
4 蒋行国;侯洪彬;陈真诚;;基于主元分析的电子舌味觉检测[J];科技导报;2011年23期
5 邵晓芳;王勇;叶灵伟;郭维波;;一种新的取向估计方法[J];科技信息(科学教研);2007年17期
6 徐建程;孙莉莉;;基于主元分析的随机相移算法[J];强激光与粒子束;2012年06期
7 吕江婷;陈少斌;黄宴委;;基于主元分析与近邻距离的特征基因选择与去噪[J];福州大学学报(自然科学版);2013年01期
8 唐亮;熊蓉;刘勇;;主元分析变换空间上的鉴别共同矢量人脸识别方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2009年04期
9 赵忠盖;刘飞;;无先验知识下基于概率主元分析的故障检测方法[J];系统工程理论与实践;2009年11期
10 向馗;李炳南;;主元分析中的稀疏性[J];电子学报;2012年12期
相关会议论文 前8条
1 李元;徐进学;谢植;;基于最小VRE确定PCA模型的理论及应用研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
2 王静媛;邵之江;纪彭;姚科田;陈智强;;基于动态主元分析的空分过程异常工况在线诊断[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
3 吴昌应;刘飞;;一种非线性主元分析方法在TE过程中的仿真研究[A];2005全国自动化新技术学术交流会论文集(三)[C];2005年
4 邓鹏程;;基于多维主元分析的输电线路故障在线监测[A];2012电力行业信息化年会论文集[C];2012年
5 肖江;蒋爱平;;基于PCA的SVM故障诊断方法研究与应用[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
6 肖江;蒋爱平;;基于PCA的SVM故障诊断方法研究与应用[A];第十届全国信息技术化工应用年会论文集[C];2005年
7 赵成燕;赵刚;刘爱伦;;一种基于小波去噪和主元分析的故障检测与诊断方法[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
8 王强;曾向阳;王曙光;李娜;;主元分析在水下目标特征选择中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
相关博士学位论文 前1条
1 苏永振;航空材料结构低速冲击健康监测研究[D];南京航空航天大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 宣暨洋;基于主元分析和贡献图的微小故障诊断研究[D];浙江大学;2015年
2 张凯林;基于主元分析和偏最小二乘的TE过程监测方法的研究[D];天津理工大学;2015年
3 张帅;基于主元分析的动态过程质量异常模式识别研究[D];郑州大学;2015年
4 柯亮;基于改进主元分析的微小故障检测算法研究[D];江南大学;2016年
5 陈f,
本文编号:1443738
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1443738.html