收藏本站
《沈阳大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于数据驱动的流程工业过程故障检测算法研究

马君  
【摘要】: 工业生产过程的故障检测是流程工业监控的重要组成部分。它通过密切地监督生产过程的运行状态,不断地检测过程的变化和故障信息,从而有效地提高了产品质量和经济效益。而基于数据驱动的故障检测技术正是目前流程工业中过程控制领域的研究热点之一,也是本文的研究重点。 本文所作的工作是:以主元分析(PCA)方法为主线,引入了小波分析、时频分析等算法,针对不同工业过程对象的特点,对传统的主元分析方法作了不同程度的改进,并且提出了一些新的集成化故障检测算法。这些方法不依赖过程的数学模型,都是基于数据驱动的。 动态主元分析(DPCA)是一种将传统PCA分析推广到动态多变量过程的方法,但其较大的计算负荷阻碍了其实际应用能力。在本文中提出的改进的动态主元分析是根据各变量的自相关显著性特性来决定时滞变量和时滞长度的,该方法降低了检测模型的冗余,减少了计算量,有效地监视了动态多变量过程。 传统的PCA方法从单一的尺度考察所有尺度上的数据,从而对某些尺度上发生事件的分辨率可能不高。在本文中提出的改进的多尺度主元分析法(MSPCA)则解决了这个问题,它是一种利用了小波分析不同尺度上提取信号特征的能力与主元分析去除变量间相关性的能力相结合的一种故障检测算法。多尺度PCA分别对各个尺度上的小波系数建立相应的PCA模型,在不同的尺度上考察事件,比传统的单尺度模型具有更高的分辨率。 目前没有一种算法能够解决工业过程故障检测系统中存在的所有问题,因此深入研究各种算法的内在联系和特点,将具有互补性的算法集成在一起,是很有意义的。本文提出的独立成分分析(ICA)与Wigner-hough变换相结合的方法就是一种集成化故障检测算法。ICA具有可以使观测数据变成相互独立的原始信号的特性,而Wigner-hough变换具有可以将多变量数据信号在Matlab中变换成具有显著参数峰点的频谱图的特性,把经ICA变换后的信号进行Wigner-hough变换,用峰值点建立信号特征参数表,并设其为参考阈值。该方法的检测结果可以从三维图像中直接观测到,简单直观。
【学位授予单位】:沈阳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:F406;F224

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 罗杰;基于MSPC的故障检测与诊断方法研究[D];沈阳理工大学;2008年
2 胡俭勇;基于随机性的密码模块故障实时检测技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈亚华,蒋丽英,郭明,王树青;基于多向Fisher判据分析的间歇过程性能监控[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年04期
2 郑朝晖,杜红彬,王世广,姚平经;基于Matlab的多尺度主元分析在过程监控中应用[J];大连理工大学学报;2003年04期
3 张子瑜,吴镇扬,李想,任永川;基于Hough变换的任意时频分布线条特征提取[J];电子学报;2001年04期
4 孙晓昶,皇甫堪;基于Wigner-Hough变换的多分量LFM信号检测及离散计算方法[J];电子学报;2003年02期
5 游荣义,陈忠;一种基于ICA的盲信号分离快速算法[J];电子学报;2004年04期
6 纪跃波,秦树人,汤宝平;Wigner分布干扰项抑制及其算法[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年04期
7 陈耀,王文海,孙优贤;基于动态主元分析的统计过程监视[J];化工学报;2000年05期
8 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
9 刘育明,梁军,钱积新;工业流化床反应器结块监视的动态PCA方法[J];化工学报;2004年09期
10 何宁,谢磊,郭明,王树青;基于独立成分的动态多变量过程的故障检测与诊断方法[J];化工学报;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 郭元术;故障诊断中的信号分析和应用研究[D];长安大学;2000年
2 郑海波;非平稳非高斯信号特征提取与故障诊断技术研究[D];合肥工业大学;2002年
3 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
4 何宁;基于ICA-PCA方法的流程工业过程监控与故障诊断研究[D];浙江大学;2004年
5 刘育明;动态过程数据的多变量统计监控方法研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王晓初;多元统计法在故障诊断中的应用[D];浙江大学;2003年
2 李雨青;基于多谱图叠加阈值抑制WVD交叉项的研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 张华德;传感器与信号处理技术在机械设备故障诊断中的应用研究[D];东华大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 陶欣;范闻捷;徐希孺;;高光谱数据组分信息的盲分解方法[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2008年01期
3 史可天,孙智利,颜大椿,李红梅,叶宗美,尚教庆,付红丽,宋学锋;微型GPRS无线数字通讯管道泄漏检测系统[J];北京大学学报(自然科学版);2005年01期
4 陶欣;范闻捷;徐希孺;;高光谱数据组分信息的盲分解方法[J];北京大学学报(自然科学版);2008年06期
5 陈智;黄琳琳;;基于ICA和BP神经网络相结合的掌纹识别[J];北京航空航天大学学报;2008年03期
6 杨文婧;曹柳林;;改进的非线性PCA方法及其在过程监控中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年04期
7 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
8 李婷,邱天爽,牛杰;独立分量分析在脑电信号处理中的应用及研究进展[J];北京生物医学工程;2005年03期
9 余先川;曹婷婷;胡丹;张立保;代莎;;基于小波变换和稀疏成分分析的盲图像分离法[J];北京邮电大学学报;2010年02期
10 蒋磊;杨朔;;船用柴油机故障诊断技术现状及发展趋势[J];船舶;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Investigation on Pipeline Leak Point's Detecting Based on Wavelet Algorithm[A];Proceedings of 6th International Symposium on Test and Measurement(Volume 6)[C];2005年
2 ;Investigation on a reliable leak detection system for oil & gas pipeline[A];Proceedings of the 8th International Symposium on Test and Measurement(Volume 3)[C];2009年
3 何新;史迎春;周献中;;一种基于独立分量分析的音频分类方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
4 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
5 杨慧中;高岩;丁锋;姜永森;;ICA在化工聚合过程监控与故障诊断中的应用[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
6 周何骏;王汝传;任勋益;;入侵数据特征约简方法综述[A];第十届“保密通信与信息安全现状研讨会”论文集[C];2007年
7 郭相科;刘进忙;曹学斌;张玉鹏;;子类独立分量分析在声目标识别中的应用[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
8 钱惠江;汪俭;纪建军;王姝;;基于多时段MFDA的水压试验机故障诊断[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年
9 羊初发;黄炜;;基于EMD的时频分析与应用[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
10 李舜酩;;转子振动信号的盲源分离研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁智;离散网络化控制系统的建模与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 赵玲;旋转机械系统故障特征提取中的分形方法研究[D];重庆大学;2010年
3 董泽;锅炉高温承压部件寿命预测及运行分析专家系统的研究[D];华北电力大学;2001年
4 邓达强;运动机械监测系统数据融合关键技术的研究与应用[D];重庆大学;2001年
5 曹龙汉;柴油机智能化故障诊断技术研究[D];重庆大学;2001年
6 张天宏;民航发动机远程故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
7 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
8 钟佑明;希尔伯特—黄变换局瞬信号分析理论的研究[D];重庆大学;2002年
9 纪跃波;多分辨时频分析理论与多功能时频分析系统的研究[D];重庆大学;2002年
10 李俭川;贝叶斯网络故障诊断与维修决策方法及应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002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 李磊;分裂Bregman方法在图像处理中的应用[D];大连理工大学;2010年
3 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
4 薛婷婷;塔式起重机状态监测与故障诊断方法研究[D];沈阳理工大学;2010年
5 刘一;基于小波分析的汽轮机故障诊断研究[D];河北工程大学;2010年
6 车海波;基于独立分量分析理论的超声波检测图像复原技术[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 刘俊宁;基于LPP算法的人脸识别技术研究[D];江苏大学;2010年
8 张少捷;基于工业过程数据的故障检测方法研究[D];华东理工大学;2011年
9 张静哲;PTA装置溶剂脱水过程实时故障诊断综合系统[D];华东理工大学;2011年
10 丁锐;机械振动信号的HHT分析与应用[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7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 杨良土,钟延炯;系统故障诊断技术[J];机器人;1987年03期
3 陈旭,吕述望;一种随机序列的读取及其随机性测试的解决方法[J];计算机应用;2002年09期
4 周东华,席裕庚,张钟俊;故障检测与诊断技术[J];控制理论与应用;1991年01期
5 张萍,王桂增,周东华;动态系统的故障诊断方法[J];控制理论与应用;2000年02期
6 邓晓刚,田学民;一种基于KPCA的非线性故障诊断方法[J];山东大学学报(工学版);2005年03期
7 韦文玉;;浅析FIPS PUB 140-2标准[J];信息安全与通信保密;2006年08期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张登峰;动态系统的故障检测与诊断研究[D];南京理工大学;2003年
2 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
3 陈华;密码算法的安全性检测及关键组件的设计[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
4 李春富;基于数据的软测量建模方法及其应用的研究[D];清华大学;2005年
5 成忠;PLSR用于化学化工建模的几个关键问题的研究[D];浙江大学;2005年
6 王红茹;动态系统的鲁棒故障检测与分离方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 李荣雨;基于PCA的统计过程监控研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯秀丽;基于解析冗余技术的动态系统故障诊断方法研究[D];南京理工大学;2004年
2 陈景霞;MSPCA在多元统计过程监测中的应用研究[D];北京化工大学;2004年
3 熊丽;基于多变量统计投影方法的控制器设计及过程检测研究[D];浙江大学;2005年
4 卓为;气象数据的分类挖掘和预测研究[D];南京信息工程大学;2005年
5 朱金修;基于FPGA技术的高性能AES_CBC算法的实现研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 王一竹;基于MSPC的化工吸附分离过程监控与诊断[D];江南大学;2005年
7 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
8 刘红卫;线性回归模型中多重共线性问题的应对策略及其几点改进[D];西南交通大学;2006年
9 李明;基于多元统计分析的故障诊断方法及其应用研究[D];山东大学;2006年
10 李海山;基于AMBA总线的AES算法IP软核研究[D];浙江大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 萧宝瑾;王宏杰;侯佳音;;部分随机数测试标准的物理意义及其硬件改进措施[J];数学的实践与认识;2011年09期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张文明,冯雅丽,廖明;用时频分析检测柴油机的爆震[J];北京科技大学学报;1999年02期
2 邹虹,保铮;一种有效的基于Chirplet自适应信号分解算法[J];电子学报;2001年04期
3 何峻湘,李景文,周荫清;合成孔径雷达动目标成像的一种新方法[J];电子学报;1995年09期
4 戴征坚,郁文贤,胡卫东,吴建辉;强干扰下LFM信号的检测与参数估计[J];国防科技大学学报;1999年03期
5 应怀樵;卡泰仪器与虚拟仪器技术的现状与发展趋势[J];国外电子测量技术;2000年02期
6 刘纪元;B&K信号分析测试虚拟仪器[J];国外电子测量技术;2000年02期
7 王海清,高彦臣,余世明;化工过程监测系统的传感器网络设置问题研究[J];高校化学工程学报;2004年01期
8 郭强,陈桂林,童卫旗;基于变换域Hough变换的遥感图像相干干扰分析[J];光学精密工程;2001年02期
9 袁维宝,王洪海,唐明慧;柴油机敲缸故障的振动诊断法[J];华北水利水电学院学报;1999年03期
10 蒋慰孙;2000年化工自动化展望[J];化工进展;1993年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 程庆国;;我国桥梁工程的成就与展望[A];科技进步与学科发展——“科学技术面向新世纪”学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 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
3 谢磊;间歇过程统计性能监控研究[D];浙江大学;2005年
4 周韶园;基于HMM的统计过程监控研究[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨广柱;;汽车自动变速器的故障检测[J];现代商贸工业;2011年14期
2 ;全球最大化工展热盼中国参与[J];医药工程设计;2011年04期
3 梁文忠;;电力电缆故障测寻技术及应用实例[J];中国高新技术企业;2011年24期
4 曹志良;;调节器电压取样法在汽车交流发电机故障分析中的应用[J];产业与科技论坛;2011年07期
5 刘琦琳;;安联全球救援:挖掘数据价值[J];IT经理世界;2011年14期
6 汪学峰;;让其适合石化工业生产流程[J];中国石油企业;2011年08期
7 凌志浩;;嵌入式系统发展及其对工业无线技术的支持[J];软件;2010年09期
8 程婷;朱顺东;;资本资产定价模型在上海股市中的拟合程度分析[J];东方企业文化;2011年06期
9 高汉昆;;基于模式S的ADS-B消息解码算法研究及实现[J];计算机安全;2011年08期
10 朱云龙;;物联网应用促进工业化水平持续提升[J];世界电信;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈友明;兰丽丽;;空气源热泵冷热水机组的故障检测[A];全国暖通空调制冷2008年学术文集[C];2008年
2 许仙珍;谢磊;王树青;;一种基于GMM的多工况过程监测方法[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
3 李明;刘英义;钟麦英;;基于重构的故障诊断方法及其在三水箱系统中的应用[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
4 吴巍;侍洪波;;基于改进的主元分析方法的故障检测[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
5 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
6 邓晓刚;田学民;;一种基于KPCA的非线性故障诊断方法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
7 王康;王少萍;崔洪亮;;基于TMS320F2812的机载液压泵源故障诊断系统设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
8 王晓东;杨德生;;神经网络在导弹容错控制中的应用[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
9 王仲生;王育才;;转子碰摩力学特征及其监控技术研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
10 周志刚;;故障检测中的人工神经网络[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 NCR Teradata数据仓库事业部中国区总经理 王振霖;建立有效的数据驱动式决策支持系统[N];金融时报;2004年
2 记者 薛贵宝 通讯员 桂九宏;假故障检测“大车”真功夫[N];人民铁道;2009年
3 本报记者 徐恒;中控:做强流程工业自动化[N];中国电子报;2008年
4 上海 徐亚东;ADSL故障检测利器[N];电脑报;2004年
5 黄盈盈;流程工业信息标准亟待制订[N];福建科技报;2008年
6 本报记者 夏静 通讯员 冯俊杰;学术抄袭为何屡禁不止[N];光明日报;2009年
7 陈代寿;BFD高速路由故障检测[N];中国计算机报;2005年
8 记者 李晓岩;国家招标攻关流程工业智能控制系统[N];中国化工报;2007年
9 王新佳;MES成就绿色制造[N];中国高新技术产业导报;2005年
10 记者 李晓岩;阿赫玛亚洲展再回中国[N];中国化工报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋丽英;基于FDA/DPLS方法的流程工业故障诊断研究[D];浙江大学;2005年
2 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
3 宋凯;基于PLS的统计质量监控研究与应用[D];浙江大学;2005年
4 张永;非线性随机网络化系统稳定性分析与故障检测[D];华中科技大学;2010年
5 刘文静;分布式网络化控制系统故障检测方法研究[D];天津大学;2009年
6 蒋少华;基于数据驱动的密闭鼓风炉故障诊断及预测研究[D];中南大学;2009年
7 张爱清;可扩展数据驱动并行算法研究及应用[D];中国工程物理研究院;2009年
8 陈东洛;被动测试理论及其在协议故障检测中的应用[D];清华大学;2004年
9 赵海军;新一代互联网服务及故障检测若干关键技术的研究[D];北京邮电大学;2009年
10 葛志强;复杂工况过程统计监测方法研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马君;基于数据驱动的流程工业过程故障检测算法研究[D];沈阳大学;2006年
2 吴琼;基于数据驱动的流程工业过程监控仿真器设计[D];沈阳大学;2007年
3 郭勇;基于主元分析的水下机器人故障诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 王丽君;基于主元分析的炉膛压力特征提取及燃烧模式判别[D];华北电力大学(北京);2009年
5 周娟;基于Web功能测试的自动化框架实现与应用的研究[D];中南大学;2009年
6 张岳;车用加热器控制器的设计与研究[D];山东大学;2008年
7 黄会娣;液体火箭发动机模态区间仿真及故障检测[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 汪慧敏;基于负选择算法故障检测的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 杨岚;基于数据驱动的离散制造企业持续质量改进方法研究[D];沈阳工业大学;2008年
10 郭耀华;基于剩余寿命的矿山设备备件管理技术研究[D];兰州理工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026