控制理论与应用

作者：商亮亮,陆智林,文传博,邱爱兵

单位：南通大学电气工程学院,南通大学电气工程学院,上海电机学院电气学院,南通大学电气工程学院

关键词：规范变量残差; 加权平均统计量; 微小故障; 化工过程; 贡献图; 故障检测; 故障诊断

基金：国家自然科学基金项目(61973176, 61973209), 江苏省六大人才高峰项目(XYDXX–091), 南通市民生科技重点项目(MS22020030)资助.

微小故障因其幅值低而易被噪声和过程扰动所掩盖, 并且会随时间慢慢演变成过程中的严重故障. 因此,微小故障的检测和诊断变得越来越重要. 为了更有效地监测和诊断微小故障, 提出了基于规范变量残差的化工过程微小故障检测和诊断方法. 首先, 对Hankel矩阵执行奇异值分解来获得主元和残差空间并根据过去和未来数据的差异, 求得两个不同的规范变量残差d1, d2. 其次, 考虑数据的时间序列特性, 提出了基于规范变量残差的两个加权平均统计量WD1, WD2及其控制限, 进行故障检测; 然后, 计算出各个统计量的归一化贡献并绘制二维贡献图, 进行故障诊断. 最后, 在连续搅拌釜式反应器(CSTR)过程中进行两种微小故障的应用研究. 结果表明, 与传统的统计量T2,Q以及规范变量差异分析(CVDA)中统计量D相比, 基于规范变量残差的加权平均统计量WD1, WD2不仅能够及时检测到微小故障, 而且在故障检测率和诊断率方面, 均有不同程度的提高.

来源：2021年第8期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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