基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的流程工業(yè)過程性能監(jiān)控方法研究.pdf

1、統(tǒng)計過程性能監(jiān)控一直是流程工業(yè)中保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的一個重要手段。它是一種基于多變量統(tǒng)計理論的方法，通過對測量的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，建立起監(jiān)控模型，然后在線監(jiān)測和識別過程中出現(xiàn)的異常工況，從而減少過程故障所造成的損失和提高生產(chǎn)效率。
　　 多變量統(tǒng)計理論的傳統(tǒng)方法有：主元分析方法、部分最小二乘法、費(fèi)舍爾判別分析規(guī)范變量分析以及獨(dú)立成分分析。多變量統(tǒng)計方法采用多元投影方法得到維數(shù)更少的特征向量，摒棄了冗余信息，是一個高

2、維數(shù)據(jù)分析處理的有效工具，很好的解決了流程工業(yè)過程中變量眾多，各變量之間存在強(qiáng)耦合性的問題。本文深入研究了基于部分最小二乘(PLS)的過程監(jiān)控方法，較好地實(shí)現(xiàn)了流程工業(yè)中對于關(guān)鍵變量的檢測。論文的主要內(nèi)容和研究成果包括：
　　 (1)深入學(xué)習(xí)PLS方法基本理論，對PLS方法采用非線性迭代算法進(jìn)行理論推導(dǎo)，解釋了PLS方法特征向量選取的幾何意義，同時推導(dǎo)了PLS方法的一些性質(zhì)。將PLS方法用于過程監(jiān)控中，并闡述了基于PLS模型的多

3、變量統(tǒng)計過程監(jiān)控方法。
　　 (2)針對間歇過程中采集的測量數(shù)據(jù)為三維矩陣的問題，提出了利用多向PLS方法進(jìn)行過程監(jiān)控。通過對三維數(shù)據(jù)沿時間軸切割批次和變量數(shù)據(jù)塊，展開成二維數(shù)據(jù)，然后用PLS方法建立監(jiān)控模型。以異丁烯酸甲酯的聚合過程為研究對象，仿真結(jié)果驗證了該方法的有效性。
　　 (3)針對常規(guī)PLS監(jiān)控模型無法實(shí)時更新的問題，提出了遞推PLS算法，利用新數(shù)據(jù)矩陣與老數(shù)據(jù)矩陣來共同更新模型參數(shù)，使監(jiān)控模型能夠有效的跟蹤