文档介绍：基于多元统计理论的工业故障检测与诊断研究摘要故障诊断就是对监视控制系统进行故障检测与诊断,并对故障的原因、故障频率、故障的危害程度及趋势预测等内容进行分析判断,为确诊故障点、及早采取维修、防护等补救措施提供科学的决策依据。随着科学技术进步,工业生产装置的结构越来越复杂,逐渐从单变量系统发展到以多变量系统为主,通常具有非线性、时变性、强耦合性及结构和参数的不确定性,传统的故障诊断方法已无法满足要求。这类系统和设备一旦发生故障,排除的时间增长,不仅造成巨大的经济损失,甚至造成人员伤亡和环境污染。多元统计分析起源于数理统计理论,目前是基于数据驱动故障诊断方法中一个重要的研究分支。本文以多元统计分析理论为基础,研究了其在两类典型生产过程图湫I故障诊断中的应用狻主要研究内容及成果如下:隽四壳肮收险锒狭煊蚋髦值湫头椒ǖ难芯肯肿醇胺⒄骨魇疲基于统计分析理论的故障诊断方法的发展和现状进行了较完整的综述;樯芰嘶谕臣品治龉收险锒戏椒ǖ闹饕JЧぞ撸ㄖ髟7治⒅髟;毓和部分最小二乘法治隽怂窃诠收险锒现的应用特点;攵灾髟7治鲈诠收险锒瞎讨衅毡椴捎玫耐臣颇P蚐统计量的局限性,提出利用子空间概念,通过统计量来研究超限问题的故障检测与重构。攵缘萃破钚《椒ǘ约湫I坦收霞嗫氐牟足,提出了一种改进的跟踪递推最小二乘惴ā攵灾髟7治黾嗖夥椒ㄖ胁饬渴菹嗷ザ懒⑶曳觠下态分布的假定与实际生产过程的数据不符合的问题,提出一种非线性核函数P停可有效提取过程的非线性变量,计算简便,可调参数少,诊断过程中可对数据的分布不作任何假定。关键词故障诊断;多元统计;核函数;蹋患湫9哈尔滨理搜禝‘学位论文.
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第滦髀故障诊断技术研究的目的和意义故障诊断的概念故障检测和诊断技术⋯是过程监控的核心技术,所谓故障就是系统至少有故障检测和诊断技术是保证生产装置安全稳定运行的重要手段。随着科学技术的进步,工业生产装置越来越复杂化,系统结构逐渐从单变量系统发展到以多变量系统为主,生产装置通常具有严重的非线性、时变性、结构和参数的不确定性以及多输入多输出之问的强耦合性,传统的靠人工检点故障的方法已无法适应现代工业生产的要求,所以迫切需要建立和完善满足现代工业过程故障诊断性能要求的新理论和新方法。如今,故障诊断技术广泛的应用在石油化工,电力、钢铁、冶金、航空和导弹发射等领域。这些行业多是在高温高压或低温真空条件下进行生产,而且生产中常伴有爆炸、毒气泄露、锅炉断裂等危险,因此为了提高经济效益和降低生产成本,保证职工的人身安全,使得故障诊断和检测技术引起了越来越多的关注,近年其相关研究成为控制领域研究的热点问题。因此,研究开发具有集控制、监视和诊断功能于一体的现场总线控制系统己成为工厂综合自动化发展的迫切需要。通过采取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,能够迅速识别故障源,隔离并消除故障等手段,可以防止灾难性事故的发生,减少产品质量的波动,提高产品的竞争力。故障诊断技术既可以监控设备的安全可靠运行,又可获得巨大的经济效益,因此,不断探索故障诊断技术的新理论、新方法,提高故障诊断技术在工业生产中的应用推广,对现代工业生产具有十分重要的意义。本文在多元统计理论的基础上重点研究实际工业过程故障诊断理论应用及方法。一个参数出现了偏差,使其不能回到原来的运行标准,超出了可接受的范围。当故障发生时,运行状况恶化,系统的性能明显低于正常的水平,而无法完成哈尔演理丁人学禝‘学化论文
根据检测到的故障信息,寻找故障源,确定故障类型及大小。故障源可能是元件,组件,也可以是子系统。这一过程主要依靠数学工具,目前的技术己经扩展到小波变换、主元分析,自适应共振理论、神经元网络等。故障评价:将故障对系统性能指标,功能的影响等作出判断和估计,给出故障等级。其中故障估计时,在弄清故障性质的同时,计算故障的程度、大小故障决策:根据故障检测的信息和故障评价的等级来进行故障定位,做出故障诊断决策,针对不同的工况,对系统作出报警、修改操作或控制,甚至停机进行维修等决定,避免故障扩大。这部分主要方法有数学分析、控制理论、生产指标,同时可能造成人身伤害。过程监控主要包括四个步骤:故障检测、故障识别、故障诊断和故障恢复。整个故障诊断系统构成一个闭环控制叵罚如图所示。所谓故障诊断,是指利用系统解析冗余,完成工况分析,对生产是否『常、什么原因引起故障、故障的程度有多大等问题进行分析、判断,得出结论的过程。利用解析冗余的故障诊断技术是世纪年代初,首先在美国发展起来的。解析冗余代替了硬件冗余,并通过系统的自组织使系统闭环稳定,通过比较观测器的输出而得到系统故障信息。故障诊断技术是一门