1.一种多工况识别与故障检测一体化的化工过程监测方法,其特征在于,包括以下步骤:首先,离线建模阶段包括如下所示步骤(1)至步骤(10);
步骤(1):利用化工过程对象中的测量仪器仪表采集该化工过程正常运行状态下的N个样本数据x步骤(2):确定出前n个样本数据x其中,n<N、(x
步骤(3):利用均值向量μ
步骤(4):利用如下所示步骤(4.1)至步骤(4.7)识别出步骤(1)中采集的N个样本数据x步骤(4.1):根据公式
步骤(4.2):计算对称矩阵Φ所有特征值所对应的特征向量,并将所有特征值按照大小进行降序排列得到λ步骤(4.3):根据特征值λ步骤(4.4):将D
步骤(4.5):根据公式
步骤(4.6):根据公式
步骤(4.7):根据步骤(4.6)中绘制的变化曲线,识别出多个生产工况并依次标记为1,2,…,C,并确定出步骤(1)中采集的N个样本数据x步骤(5):计算矩阵X中所有列向量的均值向量μ和标准差向量σ,并利用μ和σ对数据矩阵X实施标准化处理得到矩阵步骤(6):根据步骤(4)中各样本数据的生产工况归属,将矩阵步骤(7):根据如下所示步骤(7.1)至步骤(7.4)确定出主变换矩阵W∈R步骤(7.1):根据如下所示公式计算对称矩阵Θ∈R上式②中,矩阵
步骤(7.2):计算对称矩阵Θ中m个特征值所对应的特征向量,并将这m个特征值按照大小进行降序排列得到η步骤(7.3):根据特征值η步骤(7.4):将前D个特征向量p步骤(7.5):计算主变换矩阵步骤(8):根据公式
步骤(9):根据如下所示公式确定出控制上限U上式中,
步骤(10):保留均值向量和μ、标准差向量σ、主变换矩阵W、副变换矩阵其次,在上述离线建模阶段完成后,即可利用实时测量的样本数据x步骤(11):在线采集多工况化工过程对象最新采样时刻的样本数据x步骤(12):分别根据公式
步骤(13):根据如下所示公式分别计算监测指标UU
上式中,min{A
步骤(14):判断是否满足条件U步骤(15):返回步骤(11)继续实施对下一最新采样时刻的状态监测,若连续3个采样时刻的监测指标都不满足步骤(14)中的判断条件,则生产过程出现故障并触发故障警报;否则,不触发异常状态警报,并返回步骤(11)继续实施对下一最新采样时刻的状态监测。
2.根据权利要求1所述的一种多工况识别与故障检测一体化的化工过程监测方法,其特征在于,所述步骤(4.3)中根据特征值λ步骤(A):设置d=1;
步骤(B):根据公式Δ
步骤(C):判断是否满足条件此外,步骤(7.3)中根据特征值η