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基于ICA的工业过程监控研究

郭辉  
【摘要】:独立分量分析(ICA)方法应用于工业过程数据的分析处理,可以在统计独立意义下提取过程的内在驱动信息,更本质地描述过程运行特征。本文以应用于过程生产监控为目的,深入地研究了ICA算法及应用问题,并以连续聚合反应CSTR为研究对象,建立了完整的基于ICA的统计过程监控系统结构,针对不同的扰动情况进行了具体的分析、仿真,取得了预期的结果。 论文首先分析了独立分量分析的原理和算法,提出了采用相关系数法剔除“伪”独立分量的方法,提高了分析的准确性。在总结多元统计过程控制的思路和特点的基础上,深入探讨了应用ICA的统计过程监控方法,给出了改进的整体框图。其中,在对独立分量空间进行划分时,分别从个体和全局的角度提出了两种划分依据,并进行了分析对比。最后,结合连续聚合反应CSTR,成功地对单一变量和两个变量的异常扰动状态进行了ICA监控仿真。开发了一个可以在组态环境下实时读取工业过程数据、基本实现ICA在线监控功能的通用控件。 研究表明,基于ICA的工业过程监控方法是可行和有效的,在解决工业生产过程的监控问题方面有着良好的应用前景。


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