基于KECA的非线性故障检测

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mtv138
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
过程监测系统能够实时地监测生产过程,在保障工况平稳运行、改善产品质量及降低能耗等方面越来越发挥着不可替代的作用。大数据时代正在随着信息化程度不断发展以及硬件存储和计算水平的不断提升而到来,数据的极大丰富使得基于数据驱动的过程监测方法成为了近年来研究的热点。相应地,这些丰富的数据也使得基于数据驱动的过程监测方法面临着更多的挑战。本文针对工业生产过程当中的非线性特性,采用核方法和流形学习(Manifold Learning)提出了两种基于核熵成分分析(Kernel Entropy Component Analysis,KECA)的非线性故障检测方法。具体研究内容包括:(1)针对单一模型的KECA方法并不能够有效地检测工业过程当中存在的不同类型的故障的问题,提出基于集成学习和贝叶斯推论的改进KECA故障检测方法。由于不同类型的故障往往需要不同大小的核参数使得其具有较好的检测效果,本文采用相同的训练数据对不同核参数构造的KECA模型进行训练实现离线建模。在建立模型之后通过贝叶斯推论将这些模型的在线检测效果转化为概率的形式,最后将这些概率形式的检测结果根据加权方式组合形成一个最终的检测结果,给予对特定故障有较好检测效果的模型较大的权重,从而实现了对不同故障类型均具有较好的检测效果的目的。(2)考虑到KECA能够更全面地选择降维过程中数据的投影方向的优点,本文将信息熵的思想引入到最大方差展开(Maximum Variance Unfolding,MVU)当中,提出了一种基于KECA-MVU的非线性故障检测方法。利用瑞利熵来衡量由MVU学习得到的核矩阵经过数据变换之后的信息保留有效程度,根据瑞利熵最大的前几项所对应的特征向量作为数据的投影方向,实现了数据的有效压缩。最后采用线性回归的方法估计了输入数据到低维数结构的最优投影矩阵,由该投影矩阵实现过程中故障的在线检测。最后,总结了本文的主要研究成果,并阐述了未来研究工作的难点及展望。
其他文献
混沌是一种特殊复杂的非线性系统,普遍存在于自然界中。它已在生物学、物理学、化学、工程学和信息学等领域得到了广泛的应用。由于混沌系统具有内在的随机性和对初值的极端敏
乙烯生产最重要的指标是乙烯收率,裂解深度值及其变化直接关系到生产的稳定和整体经济效益,对整个生产过程至关重要。针对目前国内还无法在线获取准确的关键指标——裂解深度的
本文基于粗糙集理论,以不完备信息系统为对象,研究基于粗糙集理论的不完备信息系统的知识获取的理论与方法以及相关应用。主要内容如下:  首先,介绍了粗糙集理论的发展和国际
近年来,随着社交媒体(微博、Twitter、Facebook等)深入发展和普及,人们越来越依赖于社交媒体分享个人经历、发表观点、表达意愿,并由此产生了海量用户生成内容。其中,交互意图广泛
涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制的速度式流量测量仪表,自上世纪七、八十年代以来在我国得到了飞速发展和广泛应用。与传统的流量计相比,涡街流量计具有很多突出的优点。但
随着通信技术的高速发展,人们对通信业务的需求从最初的语音通话逐渐转换为更加复杂的混合业务(如音频、视频等),同时对服务质量(Quality ofService,QoS)的需求也不断提高。未来无
高超声速飞行器具备不低于5马赫的高超声速快速行进、远程响应时间短、机动性高、有效载荷高、可重复利用等优点,具备极高的军民应用前景。其中吸气式高超声速飞行器因可直接
无人车在越野环境中行驶,需要通过环境感知传感器对车辆周边的环境进行数据采集、处理,获得周边的障碍物特征及位置信息,确认可通行路径,从而为自主车的导航、规划及控制提供
人工神经元网络在软测量技术中被广泛的应用。软测量模型的建立是软测量技术的核心,人工神经元网络可以方便建立黑箱模型,从而实现对难测变量的估计。但对于工艺与时间紧密关联
发展高效节水型农业是国家的基本战略,连续自动获取农田水势信息是实践精细农业的重要基础之一,对发展高效节水农业意义重大。软测量技术主要用来预测那些传统检测方法无法获得