基于高斯伯努利受限玻爾茲曼機(jī)的過(guò)程監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、過(guò)程監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于保障過(guò)程運(yùn)行平穩(wěn)和產(chǎn)品質(zhì)量有著重要研究意義和應(yīng)用價(jià)值。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，信息采集、存儲(chǔ)和傳輸成本大幅降低，流程工業(yè)中分布了大量的傳感器和集散控制系統(tǒng)，工業(yè)企業(yè)采集到海量的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程監(jiān)測(cè)方法在過(guò)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得了很大的成果和應(yīng)用。
　　然而，傳統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)測(cè)方法沒(méi)有考慮到實(shí)際復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的大數(shù)據(jù)、非線性、有標(biāo)簽樣本不均衡等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)

2、有一定局限性。為此，本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，研究了基于高斯伯努利受限玻爾茲曼機(jī)的過(guò)程監(jiān)測(cè)方法，主要研究工作如下:
　　(1)介紹了過(guò)程監(jiān)測(cè)的課題背景、基本概念和研究意義，闡述了過(guò)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容和發(fā)展情況，結(jié)合實(shí)際工業(yè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)特性，分析了基于受限玻爾茲曼機(jī)在過(guò)程監(jiān)測(cè)中的適用性和研究意義。
　　(2)針對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程大數(shù)據(jù)、非線性特點(diǎn)，將高斯伯努利受限玻爾茲曼機(jī)(GRBM)應(yīng)用于非線性過(guò)程數(shù)據(jù)建模，提出了基于G

3、RBM模型的非線性過(guò)程故障檢測(cè)算法。通過(guò)特征學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)重構(gòu)獲取隱層非線性特征和重構(gòu)數(shù)據(jù)，分別在特征空間和殘差空間構(gòu)建檢測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了故障檢測(cè)。
　　(3)提出了一種基于半監(jiān)督高斯伯努利受限玻爾茲曼機(jī)(SS-GRBM)的工業(yè)過(guò)程故障分類算法，既能夠?qū)W習(xí)無(wú)標(biāo)簽樣本的特征結(jié)構(gòu)，還能利用有標(biāo)簽數(shù)據(jù)中的標(biāo)簽信息，有效地解決了傳統(tǒng)有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法在有標(biāo)簽樣本不均衡情況下無(wú)法利用無(wú)標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息并且容易出現(xiàn)過(guò)擬合結(jié)果的問(wèn)題，在有標(biāo)簽樣本不充足時(shí)，能夠