基于格兰杰因果性的过程变量评估方法技术

本申请实施例提出了基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，包括选取待确定因果关系的第一过程回路和第二过程回路，对第一过程回路和第二过程回路进行互相关运算；如果判定需要进行因果性检验，则根据格兰杰因果性原理建立对应第一过程回路和第二过程回路的受限模型和非受限模型；对受限模型和非受限模型进行运算，基于运算结果和F统计检验方式对第一过程回路和第二过程回路之间存在的因果性进行定量和定性表示。通过引入格兰杰因果性分析方法，在对两个过程回路进行互相关运算的基础上，能够实现非对称的多回路因果性评估，弥补了现有评估方法的不足，同时借助F统计校验的方式，给出包括定性、定量两方面的判定结论，扩大了结论的覆盖面。

Assessment Method of Process Variables Based on Granger Causality

【技术实现步骤摘要】
基于格兰杰因果性的过程变量评估方法
本专利技术属于过程控制领域，特别涉及基于格兰杰因果性的过程变量评估方法。
技术介绍
通常在分析化工过程的日常运行数据的评估过程中，控制回路的控制性能评估可以分为单回路评估和多回路评估。单回路评估指的是在评估控制回路效果的过程中孤立地使用一个回路的过程控制数据的评估方法。多回路评估指的是在评估控制回路效果时综合联系多个控制回路的数据，整体地看待多个控制回路，然后评估多个回路的方法。目前，已知的多回路评估方法大致分为以下几类：1)时域相关性分析法:该方法对输入输出的时间序列数据进行最小二乘线性拟合，然后计算两数据的相关系数，把相关系数作为回路间的分析结果。该方法得到对称的相关性评估。2)频域相关性分析法:该方法先将原始的时间序列数据做傅里叶变换，得到频谱数据后再利用频谱数据进行相关系数的计算作为回路间分析结果。该评估方法失去了时域的先后顺序关系。且该方法也是对称的评估结果，不能得到带方向性的影响评估。现有的时域相关性分析和频域相关性方法得到的关联性都是对称的分析方法，而控制回路之间的影响是有方向性的，A回路对于B回路的影响不一定等同于B回路对于A回路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述评估方法，包括：选取待确定因果关系的第一过程回路和第二过程回路，对第一过程回路和第二过程回路进行互相关运算，根据运算结果判定是否进行因果性检验；如果判定需要进行因果性检验，则根据格兰杰因果性原理建立对应第一过程回路和第二过程回路的受限模型和非受限模型；对受限模型和非受限模型进行运算，基于运算结果和F统计检验方式对第一过程回路和第二过程回路之间存在的因果性进行定量和定性表示。

【技术特征摘要】
2018.12.07 CN 20181149504211.基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述评估方法，包括：选取待确定因果关系的第一过程回路和第二过程回路，对第一过程回路和第二过程回路进行互相关运算，根据运算结果判定是否进行因果性检验；如果判定需要进行因果性检验，则根据格兰杰因果性原理建立对应第一过程回路和第二过程回路的受限模型和非受限模型；对受限模型和非受限模型进行运算，基于运算结果和F统计检验方式对第一过程回路和第二过程回路之间存在的因果性进行定量和定性表示。2.根据权利要求1所述的基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述选取待确定因果关系的第一过程回路和第二过程回路，对第一过程回路和第二过程回路进行互相关运算，根据运算结果判定是否进行因果性检验，包括：得到待确定因果关系的第一过程回路和第二过程回路的时间序列表达式；基于得到的表达式对第一过程回路和第二过程回路进行互相关分析运算，得到两个时间序列处于最大时滞上限内的互相关系数序列；如果互相关系数序列的绝对值中存在大于预设的相关系数临界值的数值，则对第一过程回路和第二过程回路进行基于格兰杰因果性原理的因果性检验。3.根据权利要求2所述的基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述如果判定需要进行因果性检验，则根据格兰杰因果性原理建立对应第一过程回路和第二过程回路的受限模型和非受限模型，包括：基于第一过程回路的时间序列表达式中的数据建立受限模型，借助贝叶斯信息准则对受限模型的模型长度进行调整；基于第一过程回路和第二过程回路的时间序列表达式中的数据建立非受限模型，借助贝叶斯信息准则对非受限模型的模型长度进行调整。4.根据权利要求1所述的基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述对受限模型和非受限模型进行运算，基于运算结果和F统计检验方式对第一过程回路和第二过程回路之间存在的因果性进行定量和定性表示，包括：对受限模型进行矩阵分解，得到受限模型估计值，基于受限模型估计值得到受限模型的累计平方误差SSEr；对非受限模型进行矩阵分解，得到非受限模型估计值，基于受限模型估计值得到非受限模型的累计平方误差SSEu；借助公式一所示的F统计校验方式得到F校验值式中，m、numu-m-q-1均为预设自由度，如果计算得到的F校验值大于概率分布函数值F(m,numu-m-q-1,alpha)，判定第一过程回路和第二过程回路之间存在格兰杰因果性，其中alpha为置信度；将得到的F校验值作为第一过程回路和第二过程回路之间因果性的评估指数。5.根据权利要求4所述的基于格兰杰因果性的过程变量评估方法，其特征在于，所述对受限模型进行矩阵分解，得到受限模型估计值，基于受限模型估计值得到受限模型的累计平方误差SSEr，包括：建立受限模型的线性回归标准表达式Y＝X·A，式中将X进行X＝Q·R所示的QR...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮骁骏，童不凡，王家栋，
申请(专利权)人：浙江中控软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33