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《浙江大学》 2003年
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基于多元统计分析的生产过程故障诊断研究

陈勇  
【摘要】: 随着生产水平和科学技术的不断提高,现代工业过程系统的自动化控制朝着 大型化、复杂化的方向发展,这类系统和设备一旦发生故障,排除的时间增长, 不仅造成巨大的经济损失,甚至造成人员伤亡和环境污染。因此研究和开发具有 集控制、监视和诊断功能于一身的过程监控系统己成为工厂综合自动化发展的迫 切需要,具有重要的理论意义和广泛的应用价值。故障诊断就是监视控制系统进 行故障检测与诊断,并对故障的原因、故障频率、故障的危害程度及趋势预测等 内容进行分析判断,为确诊故障点、及早采取维修、防护等补救措施提供科学的 决策依据。 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。本 文以多元统计分析为理论基础,系统和深入地研究了这一方法的若干重要方面, 探讨现有方法在过程控制两类典型生产过程--连续生产和间歇生产中的实际 应用及其存在的问题,并提出相应解决方案,主要研究内容和成果如下: 1. 阐述了故障诊断的研究内容,各种方法的研究现状及发展趋势,特别对 基于多元统计分析的故障诊断方法的发展和现状进行了较完整的综述; 2. 介绍了基于多元统计分析的故障诊断方法的主要数学工具,包括主元分 析(PCA)、主元回归(PCR)和部分最小二乘(PLS),简单分析了它们 在故障诊断中的应用特点,为应用打下理论基础。 3. 概述和总结了基于主元分析的多变量控制系统故障监测与诊断系统设计 思想,分析了主要统计量、控制图以及数据基本分析处理方法,并以一 个连续生产过程模型为例,阐述了故障诊断模型的建立过程以及诊断结 果分析。 4. 分析了多向主元分析在间歇生产过程故障监测与诊断中的基本方法及动 态时间错位算法在处理多批次数据同步问题中的应用,并在此基础上针 对间歇过程的复杂非线性特点以及控制系统的实时监测要求,提出了差 分多模型以及滑动模型的故障诊断建模方法。以一个间歇生产过程为例, 介绍了这两个方法在诊断过程中的作用及特点。 最后,对于故障诊断领域的各种研究方法作了简单的对比分析,并指出了基 于多元统计分析的故障诊断方法的一些值得关注和加以深入研究的方面。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP277

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 熊丽,王文庆,梁军;基于PCA的重油分馏塔故障监测与诊断分析[J];控制工程;2004年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 曹文亮;基于符号有向图的热力系统故障诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2006年
2 李加文;盲信号理论及在机械设备故障检测与分析中的应用研究[D];上海交通大学;2006年
3 黄明智;废水处理系统水质特征动态分析的混合智能控制研究[D];华南理工大学;2010年
4 王姝;基于数据的间歇过程故障诊断及预测方法研究[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾泽方;基于MCUSUM-ICA-MSPCA的流程工业故障诊断和预测研究[D];天津理工大学;2011年
2 董胜利;基于PLS/STATIS方法的间歇过程统计性能监控研究[D];浙江大学;2006年
3 白志强;飞行控制系统故障检测研究与仿真软件开发[D];西北工业大学;2006年
4 谢珺;自主农业机器人的神经—模糊建模与故障检测[D];太原理工大学;2006年
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6 林雪梅;PLS及其扩展方法在过程监控中的应用研究[D];沈阳理工大学;2008年
7 赵晋丽;基于KPCA与SVM的工业过程故障诊断方法的应用研究[D];东北大学;2008年
8 张媛媛;多尺度自适应PCA及其在过程监测中的应用研究[D];北京化工大学;2012年
9 陈艳群;物流企业丢货控制研究[D];中南大学;2012年
10 王宁;多采样率数据下的主元分析及其在过程监测中的应用[D];东北大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王海清;工业过程监测:基于小波和统计学的方法[D];浙江大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 盖希杰;邓德茹;吴东;吴春华;王涛;;化工生产过程HAZOP安全评价技术[J];安防科技;2011年10期
2 王希娟;冯京晓;;基于主成分分析的合金加料回归模型的研究[J];兵器材料科学与工程;2008年03期
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5 葛哲学;杨拥民;胡政;陈仲生;;非高斯噪声下基于Unscented粒子滤波器的非线性系统故障诊断方法[J];兵工学报;2007年03期
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7 王新升;马磊;梁斌;;基于FDDPB方法的卫星姿态控制系统故障诊断[J];北京航空航天大学学报;2011年05期
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9 杨德斌;孙元波;阳建宏;赵社平;;高速线材生产中的质量控制[J];北京科技大学学报;2006年05期
10 杨尚玉;王旭东;姚曼;李全育;;改进的主元分析法在连铸结晶器过程监测中的应用[J];北京科技大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张端金;张爱玲;;基于观测器的Delta算子系统故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 程宇;王武;崔福军;杨富文;;基于模型的故障诊断方法研究综述[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 陆费东;蒋爱平;;小波分析在控制中的应用及展望[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
4 高颀;付梦印;;GPS导航计算机故障检测仪的设计与开发[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
5 胡田田;蒋爱平;;小波神经网络及其在软测量建模中的应用[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年
6 董延军;范蟠果;王磊;;故障预报技术及其发展[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
7 刘晓颖;桂卫华;;复杂过程的综合集成智能故障检测与诊断方法[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
8 陈剑雪;于水;侍洪波;;化工过程远程故障诊断系统多Agent建模研究[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
9 孙京诰;李宏光;杨欣斌;黄道;;远程分布式化工过程故障诊断技术研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
10 翁国庆;陈明军;何通能;沈永增;;DTW算法在车型识别系统中应用的研究[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年
4 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年
5 邓鹏程;基于数据的铅锌熔炼过程自适应在线监控与故障诊断[D];中南大学;2011年
6 张进春;气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制研究[D];中南大学;2011年
7 赖于树;基于FMAGDM理论的复杂设备故障诊断不确定推理方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 曹翌佳;气固反应器中基于声发射信号的故障检测与诊断[D];浙江大学;2010年
9 赵永平;支持向量回归机及其在智能航空发动机参数估计中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
10 胡友强;数据驱动的多元统计故障诊断及应用[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩冬振;远程诊断中心的设计与实现[D];郑州大学;2010年
2 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
3 屈海峰;基于嵌入式的矿井提升机故障诊断系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 韩万超;正负压波定位在地埋输油管道检堵中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 王玉波;600MW汽轮机故障智能诊断系统研究[D];长沙理工大学;2010年
6 张显;时滞系统的故障诊断方法研究[D];中国海洋大学;2010年
7 吴刚;面向复杂环境的数据采集分析系统的研发[D];中国海洋大学;2010年
8 马静;基于数据挖掘的PSS生产工艺的SPC研究[D];中国海洋大学;2010年
9 陈张荣;数控机床故障远程预警和诊断系统[D];苏州大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏冠霞,叶念渝;Web环境下基于ASP.NET的用户授权管理[J];兵工自动化;2005年02期
2 朱政伟;李艾华;;基于网络的远程故障诊断系统[J];兵工自动化;2007年04期
3 吴晓兵,孙逢春,李晓雷,安永江;基于机理研究的柴油机活塞环-缸套磨损故障诊断[J];兵工学报;2000年S1期
4 彭永臻,马勇,王洪臣,甘一萍,杨向平;A/O脱氮工艺中内循环控制策略的建立与研究[J];北京工业大学学报;2004年02期
5 徐波,唐海龙,李行善;基于DTW的涡扇发动机气路故障定量诊断方法[J];北京航空航天大学学报;2004年06期
6 马立玲,王军政,宋月;Multi-PCA模型过程监测方法[J];北京理工大学学报;2004年01期
7 陈子侠;RFID技术的应用与现代物流[J];商业研究;2003年06期
8 马志成;;关于IIS的基本概述[J];才智;2008年10期
9 桑松,林焰,纪卓尚;浮式生产储油装置(FPSO)技术经济评价指标分析及论证[J];船舶;2005年02期
10 王延勇,陈淑桂,王洪艳,王玉洁,王松君,苏克;小波偏最小二乘光度法用于铜矿石相态分析的研究[J];长春科技大学学报;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅瑜;小波分析在旋转机械故障诊断中的应用[D];西安电子科技大学;1998年
2 王海清;工业过程监测:基于小波和统计学的方法[D];浙江大学;2001年
3 刘洪刚;液体火箭发动机智能故障诊断理论与策略研究[D];国防科学技术大学;2002年
4 武传宇;基于PC+DSP模式的开放式机器人控制系统及其应用研究[D];浙江大学;2002年
5 陈国金;工业过程监控:基于主元分析和盲源信号分析方法[D];浙江大学;2004年
6 郭明;基于数据驱动的流程工业性能监控与故障诊断研究[D];浙江大学;2004年
7 王洪德;基于粗集—神经网络的矿井通风系统可靠性理论与方法研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
8 马良玉;结合仿真技术的电站热力系统故障智能诊断研究[D];华北电力大学(河北);2004年
9 翟永杰;基于支持向量机的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2004年
10 黄孝彬;火电厂控制系统故障检测与诊断的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王莹;基于PROFIBUS总线的电厂数据采集系统[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 温冰清;基于主元分析的故障检测与诊断研究[D];南京师范大学;2011年
3 文道松;基于改进主元分析的工业过程故障检测与诊断[D];哈尔滨理工大学;2011年
4 张海涛;惯性基智能容错组合导航设计理论关键问题研究[D];西北工业大学;2001年
5 马曙光;多变量统计过程控制在工业生产中的应用研究[D];新疆大学;2002年
6 彭向华;软测量技术在污水处理中的应用研究[D];昆明理工大学;2002年
7 欧阳克夫;第三方物流企业成本管理研究——作业成本法的应用[D];武汉理工大学;2002年
8 王勉宇;基于图论的过程故障诊断研究[D];浙江大学;2002年
9 吕瑞兰;小波阈值去噪的性能分析及基于能量元的小波阈值去噪方法研究[D];浙江大学;2003年
10 龚海燕;基于C/S模式的网络远程监控系统[D];南京航空航天大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨杰;郑海起;关贞珍;王彦刚;;基于形态成分分析的轴承复合故障诊断[J];轴承;2011年08期
2 赵德林;王社伟;吴云靖;;基于相对主元分析的飞控系统故障诊断[J];四川兵工学报;2010年11期
3 史雪龙;;浅析计算机监控系统在燃气行业中应用[J];电脑知识与技术;2009年02期
4 高岩,杨慧中;一种主元分析方法在聚合生产过程故障监测与诊断中的应用[J];江南大学学报;2005年04期
5 杨杰;郑海起;关贞珍;王彦刚;田昊;;一种基于SST-MOM的改进形态成分分析算法及其应用[J];机械传动;2012年06期
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7 张天;潘天峰;张蓉;;极值理论在飞机操纵系统安全性评估中的应用[J];空军工程大学学报(自然科学版);2012年03期
8 何富君;刘小磊;卢晓昭;塔月月;;传感器的故障诊断技术研究[J];科学技术与工程;2010年26期
9 常凯;吴国庆;;雷达系统故障的诊断技术[J];河北师范大学学报(自然科学版);2012年05期
10 彭俊;王建辉;谭帅;汪源;;基于平均轨迹的连续退火过程带钢硬度预测方法[J];控制工程;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 苏永振;航空材料结构低速冲击健康监测研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 王志阳;约束独立成分分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[D];上海交通大学;2011年
3 陈建国;基于独立分量分析的机械故障特征提取及分类方法研究[D];大连理工大学;2011年
4 张冀;基于多源信息融合的传感器故障诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
5 宋其江;基于有向图模型的故障诊断方法研究及其在航天中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 明阳;基于循环平稳和盲源分离的滚动轴承故障特征提取方法研究[D];上海交通大学;2013年
7 周晓峰;机械振动源的分离和识别方法研究[D];浙江大学;2012年
8 刘小平;提升机故障智能诊断理论及应用[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 关明礼;基于MFDA-PCA的间歇过程故障诊断方法研究[D];沈阳大学;2010年
2 赵旭东;基于GrC&SDG的实时故障预测诊断专家系统的设计[D];太原理工大学;2011年
3 张静;基于粒度熵的故障模型约简与SDG推理方法研究[D];太原理工大学;2011年
4 刘艳红;基于粒计算的蒸汽锅炉系统SDG故障诊断研究[D];太原理工大学;2011年
5 杨辰曜;600 MW火电机组单耗分布及敏度分析研究[D];华北电力大学(北京);2011年
6 崔晓静;基于量子特征与ICA技术的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
7 黄永洁;基于设计模式的无人机飞控系统MBIT的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
8 苏金明;基于数据驱动的流程工业过程性能监控方法研究[D];杭州电子科技大学;2010年
9 徐新海;基于层次SDG的航空发动机故障诊断方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 曲秀秀;转子耦合故障振动信号的盲分离技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张建华,王占林;基于模糊神经网络的故障诊断方法的研究[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
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7 章维一,侯丽雅,渡边嘉二郎;线性分类-重构网及其在化工过程早期故障诊断中的应用[J];化工学报;1999年06期
8 周东华,王桂增;第五讲 故障诊断技术综述[J];化工自动化及仪表;1998年01期
9 杨军,曾隽方;通用化工过程实时故障诊断专家系统[J];化工自动化及仪表;1998年02期
10 解怀仁;走向21世纪的石油化工自动化技术[J];化工自动化及仪表;1998年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 孙建阳 刘波;小型渔船柴油机故障诊断与排除[N];中国渔业报;2008年
5 见习记者 仝亚娜;孙彦广:冶金故障诊断设备前景广阔[N];机电商报;2005年
6 小田;网卡故障诊断[N];中国电脑教育报;2000年
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9 盛晨兴;挖泥船动力机械远程诊断系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2009年
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6 陈洁;基于Web的远程监测与故障诊断系统研究[D];武汉科技大学;2004年
7 辛惠娟;汽车发动机故障诊断专家系统的开发研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 刘满国;基于小波的导弹测试信号处理与故障诊断[D];西北工业大学;2005年
9 朱胜利;关于独山子炼油厂进料泵的故障诊断[D];新疆大学;2002年
10 李晓彬;基于神经网络的工程结构在线监测与故障诊断研究[D];武汉理工大学;2002年
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