收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于PCA统计过程监控的若干问题研究

赵忠盖  
【摘要】: 面对激烈的市场竞争,企业对生产过程的控制和管理提出了更高的要求,完全依靠人力的传统监控方法已不足以解决复杂的质量控制问题。基于主元分析(PCA)的统计监控方法不需要复杂的机理模型,通过统计方法提取出过程数据的重要信息,并将其量化成几个统计监控指标值便可实现对过程的监控,充分利用了过程的已有信息,可实现性强,且大大简化了过程监控程序,因此得到了工业界和学术界的广泛关注。在欧美发达国家,该方法已经被逐步引入工业过程生产中,对降低生产成本,提高产品质量有着非常重要的意义。 传统PCA算法是一种线性方法,应用的前提条件是变量满足正态分布,且不存在自相关的情况。但是大多数实际工业过程往往无法满足这些条件,使用基于PCA的监控方法得不到理想的效果。另外,PCA监控方法还存在以下局限:监控指标量度不一致;监控指标控制限的计算局限在其满足一定的概率分布;基于PCA的监控建立在过程数据完整的基础上,但是实际工业过程却存在数据遗失现象,常用的数据重构方法是一种基于SPE指标最小化原则的线性方法。 本课题针对基于PCA过程监控的缺点,主要有以下几个方面的创新和贡献: 1) PCA监控的扩展。PCA和概率主元分析(PPCA)都是因子分析(FA)的一种特殊形式,PCA和PPCA应用的普遍性不及FA。详细分析了PCA监控的本质,提出了更具广泛意义的基于FA的监控方法。 2)改进监控指标并给出一种非参数控制限算法。提出基于马氏距离的改进SPE指标,统一了其与T2的量度,改善了监控效果,并将其与T2合并组成一个综合指标,减少了过程监控量。根据高维空间良好的分类特性,提出一种基于核PCA(KPCA)的监控指标控制限计算方法,将监控指标值映射到高维空间,在高维空间中对其映射数据进行监控,避免了控制限的复杂计算和不确定性,实现了控制限的间接求取。 3)扩展遗失数据重构方法。提出基于改进SPE监控指标的遗失数据重构方法,改善了遗失数据重构的效果。提出一种部分输入自调整神经网络,以待求的重构变量作为要调整的网络输入,与传统网络不同的是,该网络的权值和阈值由另外的神经网络训练求得,只利用后向传递算法对网络的部分输入值进行训练,解决了非线性数据重构问题。另外,鉴于FA比PCA更具普遍性,提出了一种基于FA的数据重构方法,并将数据重构方法应用到软测量中。 4)解决非高斯分布过程的监控问题。对混合PPCA(MPPCA)算法进行了改进,分两步建立模型:先求出混合高斯模型,然后利用PPCA建立每个高斯子模型中的主元模型,考虑了各子模型内部主元对过程变量的解释率。在各子模型中引进了基于PPCA的监控方法,保证了监控指标的一致性;进一步,将每个子模型的监控指标按照概率融合在一起,提出一个综合指标,通过检测这个监控指标,即可实现对所有子模型的监控,减少了监控工作量。提出一种基于核ICA(KICA)的监控方法,解决了在过程变量同时满足非高斯分布和非线性情况下的监控问题。 5)在非线性过程的监控方面。提出了一种分级输入自调整神经网络,解决了基于输入自调整神经网络的非线性PCA中非线性主元个数和主元次序没法确定的问题。针对KPCA算法计算量大、无法实现在线监控的缺点,提出采用神经网络拟合非线性主元模型和稀疏KPCA稀化建模数据两种可行性方法。将核PPCA算法引入过程监控,在高维空间使用基于PPCA的监控,建立起映射数据的概率模型。 最后,在本文研究的基础上,提出了一些建设性的思考或亟待解决的问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵忠盖;刘飞;;工业过程核概率主元模型建立及监控指标[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年07期
2 王华忠;俞金寿;;基于核函数PCA的非线性过程实时监控方法[J];华东理工大学学报;2005年06期
3 赵忠盖;刘飞;;动态因子分析模型及其在过程监控中的应用[J];化工学报;2009年01期
4 赵忠盖;刘飞;;基于马氏距离统计监控指标的应用研究[J];自动化学报;2008年04期
5 赵忠盖;刘飞;徐保国;;基于改进混合概率主元分析模型的过程监控[J];控制与决策;2006年07期
6 赵忠盖;刘飞;;基于稀疏核主元分析的在线非线性过程监控[J];化工学报;2008年07期
7 尹雪岩;刘飞;;基于DIFA的动态非高斯过程监控方法及其应用[J];化工学报;2011年05期
8 甘淑,袁希平,何大明;澜沧江流域山区土地覆盖遥感监测中PCA特征变换处理[J];昆明理工大学学报;2000年06期
9 黄贤武,仲兴荣,王加俊;基于WT/PCA的自适应神经网络人脸识别方法[J];计算机应用;2003年06期
10 张辉;;K-L变换在人脸识别特征提取中的应用[J];黑龙江史志;2008年01期
11 张宁;刘立;;基于PCA的实时人脸识别[J];中国科技信息;2009年05期
12 胡冰;周海芳;王攀峰;刘衡竹;;遥感图像PCA融合的并行算法研究与实现[J];微电子学与计算机;2006年10期
13 倪世贵;白宝钢;;基于PCA的人脸识别研究[J];现代计算机(专业版);2011年03期
14 曾阳艳;叶柏龙;;基于PCA方法的人脸特征提取和检测[J];电脑知识与技术;2008年04期
15 刘炳;;基于C8051F020单片机的多串口通讯技术[J];科学技术与工程;2009年08期
16 张宁;;基于PCA算法的人脸识别研究[J];山西电子技术;2009年02期
17 冯颖凌;王宏玉;;PCA在人脸识别中的应用[J];济源职业技术学院学报;2009年04期
18 路刚;;基于指数损失的PCA方法研究[J];电脑知识与技术;2010年19期
19 李谊,王知衍,曾海赞;采用混合神经网络高精确度提取机票字符[J];计算机工程与应用;2004年08期
20 万福才;鄂佳;;统计过程监控综述[J];沈阳大学学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈正;蒋宏伟;周建梅;李建中;胡亚斌;杨成波;杨麟;陈莉;罗晓珊;温晓媛;;中国女网备战北京奥运会重点运动员训练和比赛过程监控的应用研究[A];中华人民共和国第十一届运动会科学大会论文摘要汇编[C];2009年
2 潘竟虎;李宝娟;;基于空间PCA的兰州市热环境人文驱动因素分析[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
3 ;PCA-BP Neutral Network Design for Inverse Decoupling Compensator of Induction Motor Drives[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
4 ;Probabilistic PCA Based Spatio-Temporal Multi-Modeling for Distributed Parameter Processes[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
5 尹雪岩;刘飞;;FA监控方法的改进及其应用[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
6 唐伟;陆文凯;;基于L1-PCA算法的去相关拉伸技术[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
7 张大超;;我国优秀运动员训练过程监控系统构建与运作模式研究[A];首届中国体育博士高层论坛论文集[C];2006年
8 于德浩;龙凡;韩天成;宋长青;肖辉;;基于PCA-WT的数据融合技术[A];国家安全地球物理丛书(六)——空间地球物理环境与国家安全[C];2010年
9 樊立萍;徐阳;于海斌;袁德成;;基于KPCA的非线性过程监视研究[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
10 胡先保;卢美萍;;自控镇痛(PCA)[A];浙江省医学会疼痛学分会成立大会暨首届浙江省医学会疼痛学分会学术年会论文汇编[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵忠盖;基于PCA统计过程监控的若干问题研究[D];江南大学;2007年
2 马贺贺;基于数据驱动的复杂工业过程故障检测方法研究[D];华东理工大学;2013年
3 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
4 葛志强;复杂工况过程统计监测方法研究[D];浙江大学;2009年
5 陈龙;碾压混凝土坝空间渐变力学特性及安全监控模型研究[D];河海大学;2006年
6 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 陈波;我国田径耐力性项目优秀运动员训练负荷监控研究[D];北京体育大学;2009年
8 蒋培;全轴随机振动环境的疲劳强化机理研究[D];国防科学技术大学;2003年
9 王峻峰;基于主分量、独立分量分析的盲信号处理及应用研究[D];华中科技大学;2005年
10 李蓓智;敏捷制造中的若干使能技术及其应用的研究[D];东华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨沛武;概率PCA多元统计方法在过程监控中的应用研究[D];江南大学;2008年
2 方文;连铸二冷过程监控及其数据可靠性研究[D];东北大学;2008年
3 胡殊;一类多模式PCA过程监控方法研究[D];北京化工大学;2010年
4 杨雪;基于PCA的软件缺陷预测方法研究[D];河海大学;2006年
5 屈丽;鞘氨醇单胞菌DP58降解吩嗪-1-羧酸(PCA)分子机理的研究[D];上海交通大学;2010年
6 张科;基于PCA和人工神经网络的人脸识别研究[D];武汉纺织大学;2010年
7 贾莹;基于PCA的人脸识别[D];东北石油大学;2010年
8 庞显伦;COX-2抑制剂序贯疗法联合PCA控制TKA术后疼痛临床研究[D];重庆医科大学;2011年
9 孟晓倩;基于PCA与多视图学习的中文文本分类研究[D];河北大学;2010年
10 王敏;数字图像处理应用于人脸识别的研究[D];武汉理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李静华;PCa技术解决建筑用工荒[N];中国房地产报;2011年
2 王迪;PCA新药呼之欲出[N];医药经济报;2010年
3 杨勇 李翔宇;强化过程监控成降耗良方[N];中国石化报;2005年
4 高岚;PCA 计算、存储、通信各司其职[N];中国计算机报;2001年
5 本报记者 李娟;减排:从终端治理转向过程监控[N];中国纺织报;2008年
6 ;商业银行资产负债监管监控指标简析[N];证券时报;2000年
7 卢海;省国税局强化权力运行过程监控[N];青海日报;2007年
8 特约通讯员 杨建斌;盐湖PCA减水剂项目加紧施工[N];运城日报;2009年
9 通讯员 骆慧;武隆公司努力提升管理水平[N];中国电力报;2006年
10 本报记者 高岚;Intel四处插手互联[N];中国计算机报;2001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
  • 010-62982499
  • 010-62783978