基于統(tǒng)計學(xué)方法的自適應(yīng)過程監(jiān)控與故障診斷

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1、AdaptiveProcessMonitoringandFaultDiagnosisBasedonStatisticaIMethodsThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementDepartment：Major．Author：Supervisor：forthedegreeofPh．D．Dept．ofAutomationControlTheoryandControlEngineeringXi

2、aobinHeYupuYangDecember2008上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學(xué)位論文作者簽名：t—N日期：d口’年3月版日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保

3、留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密口，在一年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密圈。(請在以上方框內(nèi)打“4”)學(xué)位論文作者簽名：巧小j對指導(dǎo)教師簽名：日期：一r7年雩月7。曰日期：≯口口7年IL／凇以)月阻日上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文答辯決議書所在姓名何小斌學(xué)號0060322014控制理論與控制工程學(xué)科指導(dǎo)教師楊煜普答辯2009

4、．．03．13答辯上海交通大學(xué)閔行校區(qū)電院群樓2．412日期地點論文題目基于統(tǒng)計學(xué)方法的自適應(yīng)過程監(jiān)控與故障診斷投票表決結(jié)果：．占’／』／』(同意票數(shù)／實到委員數(shù)／應(yīng)到委員數(shù))答辯結(jié)論：昭迫過口未通過答辯決議壬旦快堡塵鎏暨曼豐謄譬簍事氈對工業(yè)過程的時變性和非線性等特征，在一般的過嫠巢嫠方婪萋型圭堡嘗三自尊應(yīng)統(tǒng)計過程監(jiān)控寫聶薛荔籪蕊籃釜葚過篡摧薔簍著篁：竺警望研究課題，論文選題具有重要萌運語纛支齋爰甬荔崔-薔雯磊蘭要創(chuàng)新性成果有：?????一?！癪圳工七膚芝曼》工蘭多曼笪夢變特性，提出了一種新的基于可變

5、移動窗PCA的自適府峪榕算婆，主要包括遞歸更新PCA模型和可變移動備秉蒜““?9也豫、。壘籮盒整鴦墊障診斷的特點，提出了基于變量加權(quán)FDA的故障診斷方法。署苧喜墨加權(quán)孳哿篾■個故障的加權(quán)向量后，對所看蕞障數(shù)據(jù)奚芬蜀運薦磊表：登耍墨妻。FD、A，!}q故障診斷能力。此外，還提出了基于偏F石箱豢釬菱花茗棼琵的變量加權(quán)方法。????“～尋二剪翌工業(yè)過程的本質(zhì)非線性的特點，將上述可變移動窗PCA和變量加權(quán)粵A通警孽褒法推廣到非線性情況，實現(xiàn)了基于可變移動窗核PCA和菱重磊蔽，，．譯文條理清楚、內(nèi)容充實、分析嚴

6、謹，表明作者已經(jīng)掌握了本學(xué)科堅實寬廣整理簍基礎(chǔ)和系統(tǒng)深入的專業(yè)知識，獨立從事科研能力強。答辯過程中表述清楚，紫正確回答問題。答辯委員會經(jīng)認真討論并無記名投票，一致同意通過何小斌同學(xué)的博士學(xué)位論文答辯，并建議授予何小斌工學(xué)博士學(xué)位。彥移，7年弓月0B職務(wù)姓名職稱單位簽名主席顧幸生教授華東理工大學(xué)信息學(xué)院緩芬墨答委員費敏銳教授上海大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院嶁刪洶辯曬壙尹委委員張衛(wèi)東教授上海交通大學(xué)、貝湊糊厶委員楊根科教授上海交通大學(xué)石成上海交通大學(xué)。Z協(xié)、貝委員王景成教授簽委員名委員吳沂軍秘書’工程師上海交

7、通大學(xué)·屢；碣{一f摘要隨著工業(yè)過程規(guī)模的不斷擴大和復(fù)雜性的日益提高，有效的過程監(jiān)控和故障診斷是保證生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。對復(fù)雜的工業(yè)過程來說，準確詳細的數(shù)學(xué)模型往往很難得到。即使能夠得到，這些理論上的等式也只能描述系統(tǒng)中一部分能量及物料平衡關(guān)系。這就限制了基于模型的過程監(jiān)控方法的應(yīng)用。另外，隨著計算機集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，大量的測量數(shù)據(jù)被及時采集和存儲。如何從這些海量數(shù)據(jù)中挖掘出隱藏的有用信息，提高過程監(jiān)控和故障診斷能力，已經(jīng)成為越來越迫切需要解決的問題。統(tǒng)計過程監(jiān)控就是在這種

8、背景下發(fā)展起來的，并且受到了廣泛關(guān)注。統(tǒng)計過程監(jiān)控是一種基于多元統(tǒng)計理論的方法。它通過對測量數(shù)據(jù)進行分析和解釋，建立統(tǒng)計監(jiān)控模型，判斷過程所處的運行狀態(tài)，在線檢測和識別過程中出現(xiàn)的異常工況，從而減小由過程故障所造成的損失，提高生產(chǎn)效率。本文在介紹統(tǒng)計過程監(jiān)控的研究內(nèi)容、方法和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先關(guān)注了連續(xù)生產(chǎn)過程自適應(yīng)監(jiān)控方法?；谥髟治?PCA)模型的傳統(tǒng)過程監(jiān)控假設(shè)工業(yè)過程是靜止的，PCA模型一旦建立就不需要發(fā)生變化。而實際的工業(yè)過程大部分都是時