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专利号: 2013105581711
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于张量全局-局部保持投影的间歇过程在线监控方法,其特征在于:所述监控方法包括以下步骤:

1)建立间歇过程的离线监控模型,由以下步骤实现:(1.1)选择间歇过程的正常批次数据X1(K×J),X2(K×J),…,Xi(K×J),…,XI(K×J),建立训练样本集 其中I是正常批次的个数,K是采样点个数,J是变量个数;

(1.2)选择移动数据窗口的长度l,得到在k时刻窗口内的数据样本其中 为:

(1.3)将 标准化为具有零均值和单位方差的数据Xk(I×l×J);

(1.4)对Xk(I×l×J)执行张量全局-局部保持投影算法,得到投影矩阵U和V,具体过程如下:①利用k近邻方法确定样本集Xk(I×l×J)中各样本点 的邻域 分别求取邻接权系数Wij和非邻接权系数

分别构造样本集的邻接权矩阵W和非邻接权矩阵②迭代求解如下两个广义特征值问题分别得到一组特征向量{vi,i=1,2,…,J}和{uj,j=1,2,…,K}:MUvi=λNUvi (3)MVuj=λNVuj (4)其中

IJ和IK为单位矩阵;

③利用得到的特征向量构造投影矩阵V=[v1,v2,…,vJ]和U=[u1,u2,…,uK];

(1.5)建立k时刻的监控模型:

Yk=UTXkV (5)利用下式分别计算所有正常批次在k时刻的SPE统计量:式中xjk为变量j在k时刻的采样值,yjk为xjk的投影值,可由式(5)计算得到;

2

(1.6)在置信水平为1-α的情况下,利用χ分布计算SPE统计量的控制限:式中m和v分别是所有正常批次的SPE统计量的均值和方差;

2)进行在线监控,由以下步骤实现:

(2.1)记录当前监控批次在k时刻移动窗口中的数据 利用离线建模过程中得到的k时刻的均值和方差标准化该窗口数据,得到(2.2)把标准化后的窗口数据 映射到监控模型,计算k时刻的SPE统计量;

(2.3)检查SPE统计量是否超过其控制限;

(2.4)如果统计量超过控制限,进行故障诊断,否则继续监控k+1时刻。

2.根据权利要求1所述的一种基于张量全局-局部保持投影的间歇过程在线监控方法,其特征在于:所述步骤(2.1)中,当前监控批次在k时刻移动窗口中的数据为:

3.根据权利要求2所述的一种基于张量全局-局部保持投影的间歇过程在线监控方法,其特征在于:所述步骤(2.2)中,利用下式将 映射到监控模型:并利用式(6)计算当前监控批次在k时刻的SPE统计量SPEnew。

4.根据权利要求3所述的一种基于张量全局-局部保持投影的间歇过程在线监控方法,其特征在于:步骤(2.3)中判定SPE统计量超过其控制限的标准是SPEnew>SPEα。

5.根据权利要求1~4之一所述的一种基于张量全局-局部保持投影的间歇过程在线监控方法,其特征在于:所述步骤(2.4)中,利用贡献图法进行故障诊断,具体过程为:①利用公式 计算在k时刻变量j对SPE统计量的贡献 ②选出对SPE统计量贡献最大的变量,将其定为故障变量。