基于统计特征的不等长间歇过程故障诊断研究

沈阳化工大学学士学位论文第四章总结和展望4.1总结伴随着现代工业生产技术和科学的大力进步,生产装置向大型化、结构复杂化的趋势变得非常明显,在这一方面虽然大幅度提高了生产效率,但同时，生产过程发生事故的可能性也大大增加。传统的控制理论中的故障诊断方法主要是建立在系统的精确模型基础上的,这对于反应机理复杂、非线性、时变性等扰动严重的复杂工业过程在应用中是较难实现的。随着计算机技术的快速发展，导致DCS及各种数字化控制设备（如智能化仪表）在工业过程中的广泛应用,可以采集得到大量的过程数据,通过对这些过程数据的处理,从中挖掘出过程运行的有用信息,借此提高工业过程控制的精度是目前控制领域研究的热点问题之一。本文介绍了几种基于多元统计方法的间歇过程故障诊断中能应用到的算法,如PCA、MPCA等，并着重介绍了基于统计特征的不等长间歇过程的故障诊断算法。本文应用半导体工业实例—A1堆腐蚀过程来对MPCA与基于统计特征的不等长间歇过程的故障诊断方法进行了实验验证，并且经过实验的仿真得出了理想的仿真结果。4.2工作展望（1）故障诊断与预警本文研究内容偏向于故障检测,只能向使用者提供过程正常与否的通知信息。但是用户更希望知道具体哪里有故障,什么类型的故障,甚至最好能提前知道可能会发生什么故障,这就需要故障诊断与预警工作。基于数据驱动的故障诊断方法通过贡献图理论上能够识别出故障源。但是过程故障的发生和传播都相当复杂,又和过程的机理密切相关,缺乏过程机理和经验指导,故障的诊断和识别很容易得出误导性的结果。因此,如果数据驱动方法和基于知识的方法能够相互结合,取长补短,必将对提高故障诊断的可靠性有重要帮助。（2）基础理论研究目前,故障检测算法所用到的一些数学理论基础有的尚不完善,例如,如何更好的处理全局算法和局部算法各有不足的问题,新的样本如何实现模型的递归更新问题等。这就要求在基础数学理论研究上也要下功夫。（3）方法的使用范围拓展本文所讨论的方法大都建立在化工或生化平台上,但并不是说仅适用于上述范围。基于数据驱动的故障诊断方法的通用性体现在其跨平台的可移植性上,在工业生产和生活各个领域都应当发挥其作用。如何把该方法与新的应用领域互相融合是值得我们深入考虑的问题。（4）故障检测软件商品化尽管有众多新方法被不断提出,然而目前传统的MPCA方法在故障诊断软件上依然占据绝对优势。究其原因,除新算法的快速性,鲁棒性需要增强外,积极推广使用新算法,实现商品化也是需要重视的问题。理论只有应用于实践才能不断发现问题,解决问题,不断完善。沈阳化工大学学士学位论文参考文献PAGE2626参考文献[1]周东华，李钢，李元.数据驱动的工业过程故障检测与诊断技术[M].北京:科学出版社，2011：1-75．[2]周东华.国内动态系统故障诊断技术的一些最新进展[J].自动化博览,2007,12(10):16-18．[3]郭金玉，赵璐璐,李元.基于统计特征的不等长间歇过程故障诊断研究［J］.计算机应用研究,2012,29(1):51-53．[4]HwangDH,HanCH.Realtimemonitoringforaprocesswithmultipleoperatingmodes[J].ControlEngineeringPractice,1999,7(7):891-902．[5]张云涛，龚玲.数据挖掘原理与技术[M].电子工业出版社，2004，54-80．[6]FRANKPM.Analyticalandqualitativemodel-basedfaultdiagnosis-asurveyandsomenewresults[J].EuropeanJorunalofControl,1996,l(2):6-28.[7]汤双清.飞轮储能技术及应用[M].武汉：华中科技大学出版社,2007:27.[8]蒋浩天,拉塞尔EL.,布拉茨R.D二工业系统的故障检测与诊断[M].段建民,译.北京:机械工业出版社,2003:2一79.[9]ChiangL.H.RussellE.LandR.D.Braatz.Faultdetectionanddiagnosisinindustrialsystems[M].Springer-Verlag,London,2000.[10]LeeT.Independentcomponentanalysis:theoryandapplication[M].KluwerAcademic,Boston,1998.[11]Kramer,M.A.,.Nonlinearprincipalcomponentanalysisusingautoassociativeneuralnetworks[J].AIChEJ.,1991,37(2):233-243.[12]Vetterli,M.,andHerley,C.Waveletsandfilterbanks:theoryanddesigh[J].IEEETrans.SignalProcess.,1992,40(9):2207-2232.[13]Alsberg,B.K.,Woodward,A.M.,andKe11,D.B.Anintroductiontowavelettransformsforchemometricians:atime-frequencyapproach[J].ChemometricsIntell.Lab.Syst.,1997,37:215-239.[14]Bakshi,B.R..MultiscalePCAwithapplicationtomultivariatestatisticalprocessmonitoring[J].AIChEJournal,1998,44(7):1596-1610.沈阳化工大学学士学位论文致谢致谢在本论文即将完成之际，我要向给予我关心和帮助的老师、同学、朋友表示我衷心的感谢和最真诚的问候。首先感谢我的指导教师郭金玉教授。郭老师对我整个论文的工作过程给予了特别详细的指导。在课题研究和论文撰写过程中，郭老师不断指导我学习方法，耐心详细地为我解答问题，并且与我一起研究探讨，推敲论文中的方案。郭老师治学严谨，学识渊博，平易近人，在她的帮助和指导下，使我领会了基本的思考方式，提高了创新意识，锻炼了实际操作能力，收益颇丰。在此谨向郭老师表达我真挚的感谢和崇高的敬意。同时，感谢我还要感谢帮助我的实验室各位师兄，是他们给我提供了相关的参考资料，在整个论文的编写过程中，遇到的问题，他们都能细心的及时予与我解答，使我在毕业设计中较好地运用所学的算法和编程的相关知识，也为今后的学习打好了坚实的基础。此外，还要感谢我的同学朋友们。四年来，我们互帮互助，共同进步。无论是生活上还是学习上，我们相互支持，排除解决了各种困难与挫折。感谢我的同学朋友们在毕业设计期间给予我的支持和帮助，希望所有人前程似锦。最后，我将以此为起点，在今后工作中努力提高自己，以实际行动感谢那些帮助、指导和关心过我的老师、同学和朋友。此致敬礼目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目名称及承办单位 11.2编制依据及原则 11.3主要建设内容 21.4研究重点 31.5研究结论 31.6建议 5第二章项目背景与发展概况 62.1企业简介 62.2项目背景 82.3项目的提出 122.4项目建设的必要性 132.5项目的发展概况 15第三章建设条件与厂址 163.1厂址选择 163.2自然条件 173.3工程水文地质 173.4社会经济 18第四章技术路线及方法 194.1工程技术方案 194.2污水处理工艺 354.3污水处理效果 38第五章环境保护、安全卫生及消防 405.1执行排放标准 405.2主要污染物和主要污染源 405.3治理措施 415.4环境监测 415.5环保投资 425.6职业安全卫生 425.7消防 43第六章节约能源 456.1节能要求 456.2设计原则 456.3能耗状况和能耗指标分析 456.4节能措施 466.5节能管理 47第七章项目管理与劳动定员 487.1企业组织 487.2技术管理 487.3运行管理 497.4劳动定员 497.5人员培训 49第八章项目实施进度建议 508.1项目实施进度安排 508.2项目实施进度计划 51第九章工程招标方案 529.1总则 529.2招标内容 53第十章投资估算与资金筹措 5410.1估算依据及说明 5410.2总投资