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摘要随着生产过程的曰益复杂,为确保生产装置安全、高效地运行,以工业过程状态监测为基础的故障诊断技术目益受到国内外企业的重视。同时由于可视化能够提供直观而形象的信息,已经成为许多领域中辅助数据分析的一个不可缺少的工具。本文研究通过自组织映射网络的可视化故障诊断方法,以及故障成因的判断方法,并将二者有机地结合起来,实现故障的实时在线诊断。论文主要工作如下:怨收险锒戏椒ń辛嘶毓耍治隽斯坦ひ倒收险锒系奶氐悖⒓虻介绍了可视化技术在故障诊断中的应用。匀斯ど窬绲牧有问胶脱胺椒ń辛思虻サ慕樯埽治隽俗宰织映射的特点及实现方法,总结了其现有的应用;攵怨坦ひ倒收险锒系奶氐悖岢隽艘恢只谧宰橹成涞墓收险锒方法。利用主元分析和小波分析方法对实际过程数据进行预处理;结合自组织映射网络的变量卣笸己椭髟7治鲋械囊蜃痈汉闪糠治觯岢了一种判断故障变量的新方法,可对引起故障的原因进行及时地判断。芯可鲜龉收险锒戏椒ㄔ赥棠D馐葜械挠τ茫对结果进行了详细地分析。结果表明,利用本文所提出的方法对过程工业进行可视化状态监控、故障实时在线诊断和及时地判断故障来源是十分有效的。关键词;故障诊断;可视化;自组织映射网络;过程浙江大学硕士学位论文
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第一章绪论引言来的发展中取得了许多成果,应用领域也在不断扩大,由最先的航天、航空领域计学、基于控制理论的各种故障诊断技术也得到不断的发展,故障诊断已成为一门应用型边缘学科,涉及系统论、控制论、信息论、检测与估计理论以及计算机在诸如石油炼制、化工、电力、水泥、炼钢、冶金、热能等行业的连续生产过程中,它们的生产过程往往处于茼温、高压等极端条件下,因疏忽检测或其他不可抗拒的自然因素会导致生产过程产生异常,从而导致生产中断甚至爆炸、泄漏毒气等危险情况发生,一旦出现生产故障不仅会给工厂带来巨大的经济损失,甚至严重威胁着人身安全。近几十年来,随着过程控制技术的迅速发展,现代工厂的自动化集成度有了大幅的提高,利用集散控制系统以及先进控制技术,过去许多靠操作工实现的常规控制过程现在都可以在工业计算机的控制下进行。但是,一旦工厂中发生异常事件,做出相应的处理目前依然大部分是操作工的职责,然而,因为现代工厂异常事件种类繁多、过程的规模庞大而复杂、信息量巨大等各种原因,操作工往往难以在故障发生时迅速做出准确的判断,而一旦采取错误的行动,将使情况更加糟糕。根据工业统计,%的工厂事故是由此类人为因素造成的,据估计,仅在石化工业由于此类原因产生的损失在年就达诿涝!?咳斯し治觥⒔决工业故障的方法逐渐不能满足现代化大生产的需要,研究开发具有集控制、监视和诊断功能于一身的控制系统已成为工厂综合自动化发展的迫切需要。因此故障检测和诊断问题引起了越来越多的关注,已经成为国际自动控制界的热点研究方向之一。通过监督生产过程的运行状态,不断检测过程的变化和故障信息,故障产生后,迅速定位故障源,采取措施隔离并消除故障,可以防止灾难性事故的发生,减少产品质量的波动,同时提高产品的竞争力。故障检测与诊断技术在近十几年及核电站的诊断迅速扩展到各工业领域,并创造了巨大的经济效益。基于多元统科学等多方面的内容。浙江大学硕士学位论文
故障的概念与分类故障诊断的概念与原理所谓故障,是指系统中至少一个重要变量或特性出现了较大偏差,偏离了正常范围。从广义上来看,故障可以理解为系统的任何异常现象,使系统表现出所不期望的特性。出现故障时系统的性能明显低于正常水平,难以完成其预期的功能。从发生故障的机理上来分,故障可分为三类:早期故障、偶然故障、损耗故障。由于设计和制造上的缺陷造成的,在系统投入运行的开始阶段出现的故障为早期故障。早期故障发生率较高,但随着系统的运行会很快下降。偶然故障是由于偶然因素造成的,在有效使用期内发生的故障,偶然故障率一般比较低。损耗故障是由于部件老化、磨损、疲劳、维修差、粗暴操作等原因造成的,在系统运行后期发生较多,且发生率随时间增长而逐渐上升。从故障之间相互关系来分,故障又可分为以下几类:单故障、多故障、独立故障、从属故障俊5ス收鲜侵冈谀骋皇笨探錾婕耙桓霰淞炕蛞桓鲈<墓收希常见于运行中的系统。独立故障是指由于自身而不是由于另外一个元件引起的故障,从属故障指由于另一个元件而不是自身引起的故障。从发生故障的环节来看,组成控制系统的各个环节上发生的故障,主要是这掷嘈停罕豢囟韵蟛考收稀⒁潜砉收稀⒓扑慊砑收稀在计算机控制系统中,由于计算机容错技术的成熟,计算机硬件和软件的可靠性己达到了较高水平,而传感器和执行器的故障已成为导致控制系统失效的主要原因。因此,研究传感器和执行器的故障诊断和容错控制具有重大的理论和应用价值。所谓故障诊断,是指由计算机