控制理论与应用

作者：张成,郭青秀,冯立伟,李元

单位：沈阳化工大学,沈阳化工大学,沈阳化工大学,沈阳化工大学

关键词：局部保持投影；权重k近邻规则；间歇过程；故障检测

基金：国家自然科学基金,省自然科学基金

针对多模态间歇过程故障检测问题，本文提出一种基于局部保持投影—加权k近邻规则(Locality Preserving Projections—Weighted k Nearest Neighbors, LPP-WkNN)的故障检测策略。首先，应用局部保持投影(Locality Preserving Projections, LPP)方法将原始数据投影到低维主元子空间；接下来，在主元子空间中，应用样本第k近邻的局部近邻集确定每个样本的权重并计算权重统计量DW；最后，应用核密度估计方法确定Dw控制限并进行故障检测。本文方法应用LPP对过程数据进行维数约减，既能够降低训练过程离群点对模型的影响，又能够降低在线故障检测的计算复杂度。同时，WkNN方法通过引入权重规则能够使得过程故障检测统计量分布具有单模态结构。相比传统的kNN统计量，本文引入的权重统计量具有更高的故障检测性能。通过数值例子和半导体蚀刻过程的仿真实验，并与主元分析(Principal Component Analysis, PCA)、kNN、WkNN、LPP-kNN等方法进行比较，实验结果验证了本文方法的有效性。

来源：2019年第10期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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