The invention discloses a process monitoring method and non Gauss component extraction based on support vector data description, the method includes: reading training data and diagnostic data, data preprocessing, principal component analysis models are established, the particle swarm optimization algorithm, non Gauss projection, support vector data description, residual analysis, principal component estimation fault detection and model updating. The method provided by the invention can automatically extract non Gauss components from the operation of industrial process data, so as to avoid the traditional statistical process monitoring methods assume that the data obey the lack of normal distribution; and non Gauss projection algorithm based on particle swarm optimization, ensure the independent component extraction of non maximum Gauss. To avoid the independent component analysis method is easy to fall into a local optimal solution. Compared with the traditional statistical process monitoring method, the method proposed by the invention can detect anomalies in time, effectively reduce false positive rate, and achieve good monitoring effect.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业过程故障诊断领域,特别地,涉及一种基于非高斯成分提取和支持向量描述的非高斯统计监控和故障检测的方法。
技术介绍
随着现代工业及科学技术的迅速发展,现代化的流程工业呈现出规模大、结构复杂、生产单元之间强耦合、投资大等特点。与此同时,生产过程发生故障的可能性也随之增加。这类系统一旦发生故障,不仅会造成人员和财产的巨大损失,而且对生态环境也将会造成不可挽回的影响。为了提高工业生产过程与控制系统的安全性,同时提高产品的质量、降低生产成本,过程监控和故障诊断已成为企业信息化中不可或缺的一部分。 近年来,多变量统计分析应用于过程监控和故障诊断得到了广泛研究。传统的多变量统计监控方法多采用主元分析(PCAPrincipal Component Analysis),偏最小二成分析(PLSPartial Least Square)等方法,这些方法在假设变量独立同分布的同时,还要求变量服从正态分布,并且运用的仅是二阶统计量信息。在工业实际过程中,由于测量干扰、生产工况的波动等原因,通常会导致变量不再服从正态分布,T2与Q统计量也不在满足F分布与x2分布。因此,如果对此类工业过程仅采用传统的多变量统计方法进行监控,往往难以得到较好的监控效果,漏报、误报率较高,而无法及时有效地发现异常。 独立主元分析方法(ICAIndependent Component Analysis)是一种基于信号高阶统计特性的分析方法,可以用来提取非高斯成分。该方法的目的是将观察得到的数据进行某种线性分解,利用源信号的独立性和非高斯性,使其分解成统计独立的成分。将其用于流程工 ...
【技术保护点】
一种基于非高斯成分提取和支持向量描述的过程监控方法,其特征在于包括以下步骤: 1)读取生产过程正常运行时关键变量的数据作为训练样本TX; 2)对训练样本TX进行预处理,使得各变量的均值为0,方差为1,得到输入矩阵X∈R↑[N×n ],步骤为: (1)计算均值:*=1/N*TX↓[i] (2)计算方差:σ↓[x]↑[2]=***(TX↓[i]-*)↑[2] (3)白化处理:*** 其中,TX为训练样本,N为训练样本数,n为变量数; 3)建 立主元分析模型; 4)基于微粒群优化算法的非高斯投影计算,提取数据中的非高斯成分; 5)基于支持向量数据描述,构建非高斯信号的统计变量和控制限;求取非高斯信号分布的超球面,求解以下二次规划问题: **α↓[i](x↓[i] .x↓[i])-**α↓[i]α↓[j](x↓[i].x↓[j]) s.t.*α↓[i]=1,α↓[i]∈[0,C],i=1,…,N. 得到超球面的中心a=*α↓[i]x↓[i]和半径:R↑[2]=(x↓[k].x↓[k ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:许仙珍,谢磊,王树青,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:86[中国|杭州]
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