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专利号: 2019108731900
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自相关潜变量模型的化工过程状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1):采集化工过程正常运行状态下的n个样本数据x1 ,x2,…,xn,组成训练数据矩阵X =[ x 1 ,x 2 ,… ,x n ] T ∈R n×m ,并对X 中各样本数据实施标准化处理得到矩阵γ=1,2,…,D‑1;

步骤(11):根据公式e=sD‑zΘ计算回归误差向量e,其中z=[s1,s2,…,sD‑1],再分别根据公式与θ=uuT计算监测指标与θ;

步骤(12):判断是否满足条件:且θ≤β,若是,则当前采样时刻化工过程运行正常,返回步骤(8)继续实施对下一个新时刻样本数据的监测;若否,则当前采样时刻化工过程进入异常工作状态,触发故障警报并返回步骤(8)继续实施监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于自相关潜变量模型的化工过程状态监测方法,其特征在于,所述步骤(3)中求解投影变换基W的推理过程如下所示:首先:确定如下所示的目标函数:

上式中,k=1,2,…,D、λ=1,2,…,D、I表示单位矩阵、表示计算矩阵中各个元素的平方和、s .t.为单词Subject  To的缩写,表示约束条件的意思、argmax表示最大化目标函数、Hkλ的定义如下所示:其次,令其中上式②中定义的优化问题可转换成如下所示形式:

如此一来,上式②中优化求解投影变换基W的问题就变成了上式④中优化求解正交变换基U的问题;

然后,由于其中A表示任意一个实数矩阵、tr( )表示计算矩阵的迹,tr( )等价于计算矩阵特征值之和,上式④中的目标函数可进行如下所示的等价变换:上式中,矩阵

最后,由于矩阵ΦU是对称矩阵,上式④中最优解U为矩阵ΦU对应的特征向量。

3.根据权利要求1所述的一种基于自相关潜变量模型的化工过程状态监测方法,其特征在于,所述步骤(4)中确定自相关潜变量的个数d的具体实施过程如下所示:步骤㈠:根据公式Sk=XkW计算时间序列得分矩阵S1,S2,…,SD后,初始化j=1与d=0,并设S1(j) ,S2(j) ,…,SD(j)分别对应表示S1,S2,…,SD中的第j列的列向量;

步骤㈡:按照公式Jkλ=|Sk(j)TSλ(j)|Hkλ计算S1(j) ,S2(j) ,…,SD(j)之间的典型相关性大小Jkλ,并将Jkλ的最大值记做Jmax,其中k=1,2,…,D、λ=1,2,…,D;

步骤㈢:设定截止参数后,若则设置d=d+1与j=j+1后返回步骤㈡;若则得到自相关潜变量的个数为d。