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题名一种基于多尺度多流形投影的故障检测方法
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作者
郭金玉
赵素华
李元
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机构
沈阳化工大学信息工程学院
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出处
《燕山大学学报》
北大核心
2025年第2期155-166,188,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(62273242)
辽宁省教育厅科学研究资助项目(JYTMS20231516)。
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文摘
针对工业过程数据具有高维度、多尺度和非平稳性等特点,本文提出一种基于多尺度多流形投影(multiscale multi-manifold projections,MSMMP)的故障检测方法。该方法在传统多流形投影(multi-manifold projections,MMP)算法的基础上引入多尺度分析。首先,利用小波变换将过程数据分解为不同的深度;其次,在每个深度上分别建立MMP模型,并使用均方误差对模型进行评判,选择最佳分解深度;最后,建立具有最佳分解深度的MSMMP模型,通过对比统计量和控制限进行故障检测。将该故障检测方法应用于连续搅拌釜式反应器和田纳西-伊斯曼(Tennessee Eastman,TE)过程,验证该方法的可行性和有效性。MSMMP解决了传统算法在处理高维数据时的困境,可保持数据的结构信息完整,有效地捕获数据的多尺度特征,提高了降维后数据的表达能力。
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关键词
多流形投影
小波变换
多尺度分析
故障检测
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Keywords
multi-manifold projections
wavelet transform
multiscale analysis
fault detection
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分类号
TP277
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名动态多流形投影算法在统计过程监测中的应用
被引量：2
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作者
郭金玉
王霞
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机构
沈阳化工大学信息工程学院
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出处
《河北科技大学学报》
CAS
北大核心
2022年第1期11-18,共8页
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基金
国家自然科学基金(61673279)
辽宁省教育厅科学研究项目(LJ2019007)。
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文摘
为了解决工业数据的序列相关性以及数据的全局和局部结构在某些异常状态下的变化问题,通过"时滞偏移"方法将动态行为纳入多流形投影(multi-manifold projections, MMP)模型,提出一种动态多流形投影算法(dynamic multi-manifold projections, DMMP)在统计过程监测中的应用方案。首先,在原始采样数据的基础上加入时滞变量使之具有动态特性;其次,通过分别求解全局图最大值和局部图最小值,获得全局和局部结构信息;然后,构建统一框架,即全局图最大值和局部图最小值,提取高维动态数据有意义的低维描述;最后,通过对比统计量与控制限进行故障检测,将基于DMMP的监控方案通过田纳西-伊斯曼过程验证其可行性和有效性。仿真结果表明,DMMP的整体性能优于一些传统的保持全局或局部特征的算法。新算法解决了传统算法中具有时间相关性的数据信息获取不全面的问题,为提高传统算法在动态工业过程故障检测中的性能提供了参考。
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关键词
自动控制其他学科
统计过程监测
全局图
局部图
时滞偏移
动态多流形投影
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Keywords
other disciplines of automatic control technology
statistical process monitoring
global graph
local graph
time lag migration
dynamic multi-manifold projections
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分类号
TP277
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于ESMMP算法的工业过程故障检测
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作者
周冰倩
顾幸生
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机构
华东理工大学信息科学与工程学院
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2021年第12期2443-2450,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61573144)。
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文摘
针对多流形投影(multi-manifold projection, MMP)算法忽略原始数据高阶统计量信息的问题,将统计量模式分析(statistic pattern analysis, SPA)算法引入MMP算法中,提出集成统计量多流形投影(ensemble statistic multi-manifold projection, ESMMP)算法。首先,对SPA算法中的窗口宽度参数设置不同的值,计算原始数据的均值、方差、偏度和峰度等低阶和高阶统计量来构建多个统计量空间,避免了单一窗口宽度参数难以适用于不同类型故障数据的局限性;然后,采用MMP算法在各统计量空间建立T;和SPE统计量进行监控;最后,通过贝叶斯策略融合各子模型的监控结果。数值例子和TE过程的仿真结果验证了所提算法在工业过程故障检测方面的有效性和优越性。
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关键词
多流形投影
统计量模式分析
贝叶斯策略
故障检测
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Keywords
Multi-manifold projection
statistic pattern analysis
Bayesian strategy
fault detection
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分类号
TP277
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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