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[摘要]：本文在对故障诊断的研究现状进行分析的基础上，论述了在密闭鼓风炉中故障诊断正面临的困难，并给出了相应的故障诊断方法，.基于密闭鼓风炉的故障诊断，本文论述了故障预测的现状以及进行故障预测的方法，并给出了密闭鼓风炉的故障预测方法，最后对故障诊断和故障预测提出了自己的想法。
[关键词]：故障诊断 故障预测 密闭鼓风炉 最小二乘法
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）35- 0559-01
一、故障诊断的研究现状
故障诊断在工业中应用很广，对此，作者对故障诊断方法进行了总结：
（1）基于线性系统的状态评估方法
利用数学模型建立对线性系统设计故障检测滤波器，适用系统矩阵存在线性时变参数扰动的一类线性时变系统；对策论故障监测滤波器方法，把故障检测过程简化成扰动衰减问题，达到故障之外的所有外部信号的传输都是有界的效果，从而更好的适应线性时变系统，集成设计方法，将残差产生器与残差评价及阀值选取结合在一起集成设计，可以有效提高系统的灵敏度，同时降低误报率。
（2）基于非线性系统的参数与强跟踪法
此方法提出了一种高度系统化的参数偏差型故障检测及诊断方法，在应用于非线性系统中，得到了一套检测并诊断系统部件、执行器和传感器故障的有效方法。根据参数自适应观测器对系统进行观测，得到状态偏差和系统输出的偏差方程，根据观测的数据和实际的数据的匹配度，提出基于参数的跟踪方法。根据此方法产生的状态与系统输出的残差，进行故障诊断。
（3） 基于数学模型等价的空间方法
此方法是利用系统的输入输出的实际测量值检测刺痛的数学模型的等价性以检测和分离故障。
A：基于被诊断对象的动态输入输出模型，用动态等价方程产生具有方向性残差的诊断方法.B：根据系统模型的不确定性，给出一种辅助系统产生故障特征信号，然后采用拟合的方法，从残差中提取信息。
（4）统计检测方法
研究了均值检测的分离的方法，提出通过求取最优性能指标得到分离故障的检测量，在偏最小二乘法中，它是一种与PCA有密切关系的多元回归方法，应该指出这种方法与计量经济学、化学计量学等领域的发展是密切相关的。
二、基于密闭鼓风炉铅锌的故障诊断的研究难关
密闭鼓风炉是多输入、多输出、非线性、滞后大、强祸合的复杂的系统"因此，密闭鼓风炉铅锌冶炼过程的监测和故障诊断十分困难，需要考虑以下几个问题
1、多元化关键参数难以直接检测
密闭鼓风炉铅锌冶炼生产过程反应机理复杂、工艺流程长、生产工序多等大量生产数据与操作经验同时存在，包括定性、定量、半定性半定量信息，存在噪声数据模糊的不确定的甚至矛盾的知识描述，关键工艺节点上可能采集有视频音频等多媒体信息，造成了信息的多元化另一方面，由于高温高压等恶劣的现场环境，炉内是固！液！气三相共存，使得许多重要的工艺参数难以直接获取"这些都给信号采集过程监测带来了极大的困难
2、机理模型建立困难
密闭鼓风炉铅锌冶炼生产过程机理反应复杂，常常伴随着物理化学反应！生化反应！相变反应及物质和能量的转化与传递过程且生产用原料复杂，成份不稳定，生产边界条件剧烈波动生产条件和生产环境十分恶劣而且由于矿源多！工艺复杂祸合严重，难以建立生产过程的故障机理模型"
3、检测信息冗余
实际上，与过程运行相关的大量数据己经被采集并存储在各种历史数据库中，这些数据是分析机组历史！了解炉子运行的现状和预测机组的未来宝贵资源，许多有用的信息往往被掩盖在其中"这种现象就是数据丰富而信息缺乏"如何通过对大量的数据进行统计分析！数据挖掘，进而发现过程的故障，是非常有意义的研究课题"
三、基于密闭鼓风炉铅锌冶炼的故障诊断方法
在本故障诊断方法中运用了很多理论知识，这些理论知识的结合闪耀出了新的亮点：A： 运用粗糙集理论对对故障诊断决策系统进行约简处理，从诊断数据中提取规则线需要对其中的连续属性值进行离散处理。而连续属性值的离散化处理直接影响基于粗糙集理论分析的结果。
B：运用属性约简思想，采用某种衡量标准确定不同属性的重要程度，构造最小子集。C：运用最小二乘支持向量基分类思想，在标准SVM算法依赖域样本数据的个数，样本数据越大求解相应的二次规划问题越复杂，运算速度越慢，在标准的SVM基础上发展而来的LS_SVM通过一组线型方程组取代SVM中的二次规划，具有更好的抗噪声能力和更快的运算速度，在实际系统的建模中效果更好。
四、基于密闭鼓风炉的故障预测
1、故障预测的现状
随着对系统安全性和可靠性要求的进一步提高，人们不仅希望在系统发生故障后能够对故障进行诊断，更加希望在只有微笑异常征兆出现时就能够对故障的发展进行预测，即根据系统过去和现在的运行状态预测故障发生的时间或者判断未来的某个时刻系统是否会发生故障，与故障诊断研究已经发生的确定性事件不同，故障预测的研究对戏那个是未来的不确定性事件，因此，相对于故障诊断，故障预测的更加具有挑战性。
目前，故障预测技术的研究還处于起步阶段，相关的研究学者和成果都比较少。
2、如何进行故障预测
A：要想突出的做出故障预测首先要有系统的设计思想，从系统的角度出发，然后根据逻辑思维进行设计。
B：要明确眼球对象，并且对研究对象进行监测，从中得出大量的样本值，并且对其中某些特殊的信号进行信号特征的摄取和参数的提取。
C：做任何一件事情都离不开辅助的工具，故障预测也不例外，故障预测要有合理的硬件设计和软件设计，然后分配各个模块，根据各个模块的作用进行数据的处理。从而建立故障预测的模型。
3、密闭鼓风炉故障预测模型的建立
根据密闭鼓风炉冶炼过程故障分析及专家经验，根据影响炉况的主要操作量和特征参数，利用样本数据建立预测模型，其步骤如下：
A：训练数据集的准备：主要是手机鼓风炉连续正常运行下的数据作为训练集。然后将训练数据集进行预处理，剔除异常数据，然后对数据进行归一化处理
B：最优模型参数的选择：选择合适的参数对模型的准确度有很大影响，建模过程中模型参数要反复调整，最终选择最优参数值。
五、展望
（1）结合密闭鼓风炉的特性，在故障诊断模型上的方法上继续深入探讨与研究，寻求简单易行、适用性广、性能更好、实时性更好的建模方法
（2）多故障并发的诊断系统开发，当系统中同时存在多种不同性质！不同类型的故障时，如何利用数据领域知识及相关理论建立多故障分离模型或系统
（3）在采集数据样本利用方面，如何利用采集的信号，对系统运行的状态进行分析、辨识，做到及时、及早发现问题和解决问题"
六、参考文献
[1] 戴贤江、桂卫华、 蒋少华. 基于RS与LS_SVM的密闭鼓风炉的故障诊断[M].计算机工程与应用.2008
[2]唐朝晖、桂卫华、胡志坤、刘晓颖. 铅锌密闭鼓风炉故障诊断知识获取的粗糙集方法[M].小型微型计算机系统.2006.
[关键词]：故障诊断 故障预测 密闭鼓风炉 最小二乘法
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）35- 0559-01
一、故障诊断的研究现状
故障诊断在工业中应用很广，对此，作者对故障诊断方法进行了总结：
（1）基于线性系统的状态评估方法
利用数学模型建立对线性系统设计故障检测滤波器，适用系统矩阵存在线性时变参数扰动的一类线性时变系统；对策论故障监测滤波器方法，把故障检测过程简化成扰动衰减问题，达到故障之外的所有外部信号的传输都是有界的效果，从而更好的适应线性时变系统，集成设计方法，将残差产生器与残差评价及阀值选取结合在一起集成设计，可以有效提高系统的灵敏度，同时降低误报率。
（2）基于非线性系统的参数与强跟踪法
此方法提出了一种高度系统化的参数偏差型故障检测及诊断方法，在应用于非线性系统中，得到了一套检测并诊断系统部件、执行器和传感器故障的有效方法。根据参数自适应观测器对系统进行观测，得到状态偏差和系统输出的偏差方程，根据观测的数据和实际的数据的匹配度，提出基于参数的跟踪方法。根据此方法产生的状态与系统输出的残差，进行故障诊断。
（3） 基于数学模型等价的空间方法
此方法是利用系统的输入输出的实际测量值检测刺痛的数学模型的等价性以检测和分离故障。
A：基于被诊断对象的动态输入输出模型，用动态等价方程产生具有方向性残差的诊断方法.B：根据系统模型的不确定性，给出一种辅助系统产生故障特征信号，然后采用拟合的方法，从残差中提取信息。
（4）统计检测方法
研究了均值检测的分离的方法，提出通过求取最优性能指标得到分离故障的检测量，在偏最小二乘法中，它是一种与PCA有密切关系的多元回归方法，应该指出这种方法与计量经济学、化学计量学等领域的发展是密切相关的。
二、基于密闭鼓风炉铅锌的故障诊断的研究难关
密闭鼓风炉是多输入、多输出、非线性、滞后大、强祸合的复杂的系统"因此，密闭鼓风炉铅锌冶炼过程的监测和故障诊断十分困难，需要考虑以下几个问题
1、多元化关键参数难以直接检测
密闭鼓风炉铅锌冶炼生产过程反应机理复杂、工艺流程长、生产工序多等大量生产数据与操作经验同时存在，包括定性、定量、半定性半定量信息，存在噪声数据模糊的不确定的甚至矛盾的知识描述，关键工艺节点上可能采集有视频音频等多媒体信息，造成了信息的多元化另一方面，由于高温高压等恶劣的现场环境，炉内是固！液！气三相共存，使得许多重要的工艺参数难以直接获取"这些都给信号采集过程监测带来了极大的困难
2、机理模型建立困难
密闭鼓风炉铅锌冶炼生产过程机理反应复杂，常常伴随着物理化学反应！生化反应！相变反应及物质和能量的转化与传递过程且生产用原料复杂，成份不稳定，生产边界条件剧烈波动生产条件和生产环境十分恶劣而且由于矿源多！工艺复杂祸合严重，难以建立生产过程的故障机理模型"
3、检测信息冗余
实际上，与过程运行相关的大量数据己经被采集并存储在各种历史数据库中，这些数据是分析机组历史！了解炉子运行的现状和预测机组的未来宝贵资源，许多有用的信息往往被掩盖在其中"这种现象就是数据丰富而信息缺乏"如何通过对大量的数据进行统计分析！数据挖掘，进而发现过程的故障，是非常有意义的研究课题"
三、基于密闭鼓风炉铅锌冶炼的故障诊断方法
在本故障诊断方法中运用了很多理论知识，这些理论知识的结合闪耀出了新的亮点：A： 运用粗糙集理论对对故障诊断决策系统进行约简处理，从诊断数据中提取规则线需要对其中的连续属性值进行离散处理。而连续属性值的离散化处理直接影响基于粗糙集理论分析的结果。
B：运用属性约简思想，采用某种衡量标准确定不同属性的重要程度，构造最小子集。C：运用最小二乘支持向量基分类思想，在标准SVM算法依赖域样本数据的个数，样本数据越大求解相应的二次规划问题越复杂，运算速度越慢，在标准的SVM基础上发展而来的LS_SVM通过一组线型方程组取代SVM中的二次规划，具有更好的抗噪声能力和更快的运算速度，在实际系统的建模中效果更好。
四、基于密闭鼓风炉的故障预测
1、故障预测的现状
随着对系统安全性和可靠性要求的进一步提高，人们不仅希望在系统发生故障后能够对故障进行诊断，更加希望在只有微笑异常征兆出现时就能够对故障的发展进行预测，即根据系统过去和现在的运行状态预测故障发生的时间或者判断未来的某个时刻系统是否会发生故障，与故障诊断研究已经发生的确定性事件不同，故障预测的研究对戏那个是未来的不确定性事件，因此，相对于故障诊断，故障预测的更加具有挑战性。
目前，故障预测技术的研究還处于起步阶段，相关的研究学者和成果都比较少。
2、如何进行故障预测
A：要想突出的做出故障预测首先要有系统的设计思想，从系统的角度出发，然后根据逻辑思维进行设计。
B：要明确眼球对象，并且对研究对象进行监测，从中得出大量的样本值，并且对其中某些特殊的信号进行信号特征的摄取和参数的提取。
C：做任何一件事情都离不开辅助的工具，故障预测也不例外，故障预测要有合理的硬件设计和软件设计，然后分配各个模块，根据各个模块的作用进行数据的处理。从而建立故障预测的模型。
3、密闭鼓风炉故障预测模型的建立
根据密闭鼓风炉冶炼过程故障分析及专家经验，根据影响炉况的主要操作量和特征参数，利用样本数据建立预测模型，其步骤如下：
A：训练数据集的准备：主要是手机鼓风炉连续正常运行下的数据作为训练集。然后将训练数据集进行预处理，剔除异常数据，然后对数据进行归一化处理
B：最优模型参数的选择：选择合适的参数对模型的准确度有很大影响，建模过程中模型参数要反复调整，最终选择最优参数值。
五、展望
（1）结合密闭鼓风炉的特性，在故障诊断模型上的方法上继续深入探讨与研究，寻求简单易行、适用性广、性能更好、实时性更好的建模方法
（2）多故障并发的诊断系统开发，当系统中同时存在多种不同性质！不同类型的故障时，如何利用数据领域知识及相关理论建立多故障分离模型或系统
（3）在采集数据样本利用方面，如何利用采集的信号，对系统运行的状态进行分析、辨识，做到及时、及早发现问题和解决问题"
六、参考文献
[1] 戴贤江、桂卫华、 蒋少华. 基于RS与LS_SVM的密闭鼓风炉的故障诊断[M].计算机工程与应用.2008
[2]唐朝晖、桂卫华、胡志坤、刘晓颖. 铅锌密闭鼓风炉故障诊断知识获取的粗糙集方法[M].小型微型计算机系统.2006.