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《东北大学》 2009年
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基于核偏最小二乘的故障诊断方法研究

李洪强  
【摘要】:随着对自动化设备的安全性和可靠性以及有效性的要求的提高,故障诊断技术受到人们的重视,已成为国内外自动化控制界的热点研究方向之一。基于多元统计分析的故障诊断方法是故障诊断领域的一个重要研究分支,由于该方法不依赖于数学模型,计算所需的大量生产过程数据易于在工业现场获取,因而具有重要的理论价值和广泛的应用价值。本文在总结和概括基于多元统计分析的故障诊断方法发展状况的基础上,对基于偏最小二乘(PLS)和核偏最小二乘(KPLS)的故障诊断方法进行了系统和深入地的研究,并利用田纳西-伊斯曼过程进行仿真研究。论文的主要内容如下: 研究了偏最小二乘(PLS)的基本原理,使用偏最小二乘方法进行故障诊断的建模;根据函数关于变量的一阶偏导数表示变量对函数的相关影响原理,提出了基于偏最小二乘的变量偏导贡献图的故障诊断方法,并做仿真研究,仿真结果证明该方法的可行性与有效性。 在偏最小二乘故障诊断方法的基础上,进一步研究了核偏最小二乘(KPLS)的故障诊断方法。由于映射函数的未知性,在核偏最小二乘的故障诊断上存在相当大的困难,本文通过一种间接的方法求变量对核函数的偏导数,提出了一种基于核偏最小二乘的故障诊断方法--变量的偏导贡献图法。 利用田纳西-伊斯曼过程数据进行仿真研究,仿真结果证明了核偏最小乘故障检测方法的实时性以及核偏最小二乘的故障诊断结果的准确性。同时,将核偏最小二乘的故障诊断方法与偏最小二乘的故障诊断方法作比较,说明核偏最小二乘的故障诊断方法在非线性领域的优势。 综上所知,本文将核偏最小二乘应用到故障诊断中,提出了一种基于KPLS的故障识别方法-变量的偏导贡献图法,解决了非线性过程故障诊断方法难诊断的问题。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O241.5;TP277

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李康;基于多元统计的注塑成型过程监测与故障诊断平台[D];东北大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王海清,宋执环,李平;改进PCA及其在过程监测与故障诊断中的应用[J];化工学报;2001年06期
2 王海清,宋执环,王慧;PCA过程监测方法的故障检测行为分析[J];化工学报;2002年03期
3 陈玉东,施颂椒,翁正新;动态系统的故障诊断方法综述[J];化工自动化及仪表;2001年03期
4 王华忠,俞金寿;核函数方法及其在过程控制中的应用[J];石油化工自动化;2005年01期
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6 王海清,宋执环,李平;主元分析方法的故障可检测性研究[J];仪器仪表学报;2002年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 潘玉松;基于主元分析的传感器故障检测与诊断[D];华北电力大学(河北);2006年
2 朱孔伟;基于主元分析的电厂锅炉故障检测与诊断[D];东南大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭天永;车玉满;孙鹏;李连成;孙波;;基于偏最小二乘回归的高炉焦比影响因素分析[J];鞍钢技术;2009年05期
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3 禹茜;王建湘;周杰良;张雄;;泡桐生长与土壤因子偏最小二乘回归分析[J];安徽农业科学;2008年07期
4 杨红旗;温建;雷丽娟;孙福海;;基于农业生产条件的河南粮食产量组合模型研究[J];安徽农业科学;2009年28期
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6 朱丽;张文杰;刘胜;;毛白杨近红外光谱数据建立综纤维素含量数学模型[J];现代农业科技;2011年08期
7 马传煜,王介生,张勇;多变量统计过程控制在浮选生产过程中的应用[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
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9 王军,魏仲慧,何昕,郝志航;基于偏最小二乘回归多CCD拼接相机模型研究[J];半导体光电;2004年05期
10 潘素昆;文婧;;基于行业视角的FDI对人民币实际汇率的影响研究[J];北方工业大学学报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 李建林;曹鸣;;多变量统计过程控制技术在火电厂设备故障检测中的应用[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
4 郑玲红;潘玉松;;PCA故障检测方法在火电厂生产过程中的应用[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
5 李宇宁;;电信企业综合评价中的外部因素处理办法研究[A];第七届国有经济论坛“大型国有企业集团公司治理”学术研讨会论文集[C];2007年
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7 牛大鹏;刘海峰;贾明兴;王福利;;一种新的非线性主成分分析故障诊断[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
8 ;Improving Monitoring Performance of On-Line Process Based on PCA Method[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
9 沈之宇;孙德敏;;丙烯腈反应器收率的偏最小二乘回归分析与建模[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
10 王尚俊;吴刚;陈华友;周礼刚;;基于偏最小二乘回归法的黄山市卷烟消费影响因素分析[A];第十届中国不确定系统年会、第十四届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈祯;基于近红外光谱分析的土壤水分信息的提取与处理[D];华中科技大学;2010年
2 吕宁;基于数据驱动的故障诊断模型及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
3 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
4 金笙;北京市节水草坪用水量预测及推广对策研究[D];北京林业大学;2011年
5 尹浩;地中海贫血筛查指标的FTIR/ATR光谱分析方法研究[D];暨南大学;2010年
6 黄富荣;人体血液胆固醇、甘油三酯近红外光谱无试剂分析方法研究[D];暨南大学;2010年
7 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
8 高若阳;基于知识观的组织模块性与企业适应性研究[D];浙江大学;2010年
9 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 韩晓明;基于符号有向图和支持向量机的故障诊断方法的研究[D];太原理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
2 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
3 赵培君;奇异系统的故障诊断和最优容错控制[D];郑州大学;2010年
4 朱明;基于信息熵的导航传感器故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 胡雅馨;基于粗糙集与证据理论的瓦斯传感器故障诊断技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 朱门君;季铵盐阳离子表面活性剂对小球藻的毒性及QSAR研究[D];湘潭大学;2010年
7 张祥明;基于信息融合的矿井提升机健康诊断研究[D];河南理工大学;2010年
8 张禹;模糊神经网络在移动通信网故障诊断中的应用[D];天津理工大学;2010年
9 郝旭光;白车身装焊误差监控方法及技术的研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 丰云秀;主成分分析方法在白车身焊装误差监控方面的应用研究[D];沈阳理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王华忠,俞金寿;核函数方法及其在过程控制中的应用[J];石油化工自动化;2005年01期
2 赵春晖;王福利;姚远;高福荣;;基于时段的间歇过程统计建模、在线监测及质量预报[J];自动化学报;2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张振嵩;注塑成型过程监测与故障诊断平台的设计与实现[D];东北大学;2009年
2 康威宁;铁路客运站行车管理系统的设计和实现[D];复旦大学;2008年
3 胡建斌;基于非线性回归预测及迭代学习的注射速度控制[D];东北大学;2010年
4 杨洁;基于PCA的间歇过程监测及故障诊断方法研究[D];东北大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄孝彬,牛征,牛玉广,刘吉臻;利用主元方法进行传感器故障检测的行为分析[J];传感技术学报;2003年04期
2 张彦铎,姜兴渭;多传感器信息融合及在智能故障诊断中的应用[J];传感器技术;1999年03期
3 黄孝彬,刘吉臻,牛玉广;主元分析方法在火电厂锅炉过程故障检测中的应用[J];动力工程;2004年04期
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5 王海清,宋执环,李平;改进PCA及其在过程监测与故障诊断中的应用[J];化工学报;2001年06期
6 王海清,宋执环,王慧;PCA过程监测方法的故障检测行为分析[J];化工学报;2002年03期
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9 李尔国,俞金寿;PCA在过程故障检测与诊断中的应用[J];华东理工大学学报;2001年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙宗海;支持向量机及其在控制中的应用研究[D];浙江大学;2003年
【相似文献】
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3 高玲,任守信;两种偏最小二乘分光光度法同时测定三组分混合物[J];光谱学与光谱分析;1997年05期
4 郑彦玲;;剔除相关性的最小二乘研究[J];数理统计与管理;2009年05期
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9 石雪;蔡文生;邵学广;;DWT-LLE-PLS非线性建模方法用于近红外光谱定量分析[A];中国化学会第26届学术年会化学信息学与化学计量学分会场论文集[C];2008年
10 韩清娟;吴海龙;俞汝勤;;基于蒙特卡洛无信息变量消除的波长选择方法[A];第九届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2007年
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10 林燕;社会资本投资对我国居民福利改进的理论与实证研究[D];西南财经大学;2010年
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1 袁勇;基于多向偏最小二乘的间歇过程软测量建模研究[D];东北大学;2008年
2 李洪强;基于核偏最小二乘的故障诊断方法研究[D];东北大学;2009年
3 陈晓云;基于偏最小二乘的抗生素拉曼光谱分析研究[D];天津大学;2012年
4 陶丘博;化学计量学在多组分分析同时测定中的应用[D];郑州大学;2010年
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8 肖锋;基于偏最小二乘的近红外煤质分析[D];浙江大学;2013年
9 李鹏霞;基于偏最小二乘和支持向量机的生物分子的定量结构—活性/性质关系研究[D];西北师范大学;2011年
10 石佩;卷烟有害成分分析的化学计量学新方法及应用研究[D];湖南大学;2012年
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