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《基于ICA的工業(yè)過程監(jiān)控技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要基于ICA的工業(yè)過程監(jiān)控技術(shù)研究摘要獨立成分分析(ICA，IndependentComponentAnalysis)是一種基于高階統(tǒng)計量的信號處理方法，可在統(tǒng)計獨立意義的基礎(chǔ)上對觀測變量進行分解，從而找到過程內(nèi)在的驅(qū)動信息源，更本質(zhì)地描述過程特征。論文基于過程信號的盲源分離理論，深入研究了獨立成分分析(ICA)方法，包括ICA的數(shù)學(xué)模型、目標函數(shù)、估計算法以及ICA在工業(yè)過程監(jiān)控中的應(yīng)用技術(shù)，并編寫MATLAB仿真程序，給出6種獨立的非高斯信號，將其線性混合，根據(jù)非高斯性最大原理確定近似負熵的目標函數(shù)，用FastICA迭
2、代算法計算出ICA模型，從而得到與源信號相似的獨立信號，實現(xiàn)了盲源分離及對數(shù)據(jù)進行的ICA算法的仿真實驗。針對TennesseeEastmanProcess(TEP)仿真實驗平臺，選取部分測量變量進行監(jiān)控實驗，運用ICA計算得到統(tǒng)計模型(找出獨立成分、分離矩陣)，并對相關(guān)統(tǒng)計量進行計算，用核密度估計算法求出相關(guān)統(tǒng)計量的控制限進而進行過程監(jiān)控。通過與PCA算法進行比對，發(fā)現(xiàn)ICA算法更能反映過程變化趨勢，從而對異常事件的監(jiān)測更加靈敏。多向獨立成分分析(MICA)是在間歇過程中對于ICA方法的擴展應(yīng)用，能夠提取非高斯分布的成分且
3、在處理動態(tài)過程數(shù)據(jù)時更有優(yōu)勢，論文初步研究了采用MICA方法對間歇過程的監(jiān)控技術(shù)。最后，為了處理ICA監(jiān)控技術(shù)的實際應(yīng)用問題，論文對多操作模式(多I北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文工況)的環(huán)境下的ICA監(jiān)控技術(shù)進行了一些有意義的探討。以半實物仿真實驗裝置的帶攪拌的釜式反應(yīng)器(CSTR，continuousstirredtaIll(reactor)為研究對象，進行連續(xù)反應(yīng)過程的仿真實驗。在正常工況下提取變量數(shù)據(jù)，將控制器給定值進行調(diào)整模擬工況變化，再由適合多工況環(huán)境的改進ICA模型計算統(tǒng)計量及控制限，從而進行在線監(jiān)控。另外，對TE對象
4、同樣以類似方法進行監(jiān)控實驗。研究表明，用基于外部分析法的ICA技術(shù)對多工況過程進行監(jiān)控是可行和有效的，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控具有良好的前景。關(guān)鍵詞：多變量統(tǒng)計過程控制，獨立成分分析，多向獨立成分分析，多工況ABSTRACTSTUDY0NINDUSTRIALPROCESSMoNIToluNGWITHINDEPENDENTCOMPoNENTANALYSISICA(111dependentComponentAnalysis)isintroducedintothefieldofprocessin“st巧asadataaIlalysi
5、smethod，whichisasigIlaldecomposingtechniquebasedonmehi曲er-orderstatisticalinfomation．Thismethodcanutilizethestatisticalchamcteristicsof也evariablesmoreemcientlyITheiⅡtrinsiccharacteristicsofthepmcesscanbedescribedthrou曲thedecomposingofmemonitoringVariablesundermemea
6、ningsofthestatisticalindependence．Inthispaper，aRerabriefintroductiontothcdeVelopmenthisto搿andthecurrentresearchstatus柚d印plicationsofICA，simplemathematicalpreliminadesinICAtechniqueweregiVen，includingthemathematicaldefinitionofICA，theassumptionsmadeaboutICAproblemsa
7、ndthemathematicaltheo叮aIldmethodscommonlyusedinICA，etc．Then，somea190打thmsandapplicationsofICAinprocesscontrolwereinVes￡igated．MICAisstudiedbrieflyinthep印er'whichistomonitorthebatchindust巧pmcesssystem．Thisp印ersimulatesbasedonT色衄esseeEastmanProcess(TEP)andcontinuouss
8、tin．edtallkreactor(CSTIU．¨北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文Lastly'amultipleICAmodelsbasedprocessmonitoringmethodologyanditsonlineapplicationsarethenstlldied．Thesimula
