非线性多尺度多向主元分析方法 被引量：3

1

作者 郭金玉 王纲 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期82-84,共3页

NLMPCA是一种适合间歇生产过程的非线性建模方法,但是从现场采集的数据往往存在误差,难免影响过程监视和故障诊断的结果.基于MPCA,NLPCA和小波变换,提出了一种新的间歇过程监视和诊断方法,即非线性多尺度多向主元分析方法(NLMSMPCA).与N... NLMPCA是一种适合间歇生产过程的非线性建模方法,但是从现场采集的数据往往存在误差,难免影响过程监视和故障诊断的结果.基于MPCA,NLPCA和小波变换,提出了一种新的间歇过程监视和诊断方法,即非线性多尺度多向主元分析方法(NLMSMPCA).与NLMPCA相比,NLMSMPCA降低了随机误差对测量数据的影响,提高了过程监视和故障诊断的可靠性. 展开更多

关键词 多向主元分析 非线性主元分析 小波变换 过程监视 故障诊断

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基于多向主元分析的多传感器故障诊断 被引量：1

2

作者 郭金玉 曾静 《沈阳化工学院学报》 2005年第2期113-115,共3页

　研究一种基于MPCA的多传感器故障诊断方法.这种方法把过程测量空间分为主元子空间和残差子空间.在残差子空间,首先用Q统计指标检测出传感器是否存在故障,如果Q统计指标超限,在主元子空间应用T2统计量和相应的T2统计量的贡献率,识别出... 　研究一种基于MPCA的多传感器故障诊断方法.这种方法把过程测量空间分为主元子空间和残差子空间.在残差子空间,首先用Q统计指标检测出传感器是否存在故障,如果Q统计指标超限,在主元子空间应用T2统计量和相应的T2统计量的贡献率,识别出引起过程异常的主要传感器变量并剔除.然后用同样的方法继续判断其它的传感器故障.仿真实例验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 多向主元分析 多传感器故障诊断 间歇过程

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多尺度多向主元分析方法的研究及应用

3

作者 郭金玉 王纲 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2003年第z1期716-719,共4页

为保证间歇过程安全运行和生产出高质量产品,需要对间歇过程进行监视.本文基于多向主元分析方法(MPCA)和小波变换理论,提出了一种新的监视方法,即多尺度多向主元分析方法(MSMPCA).与MP-CA相比,MSMPCA降低了随机误差对测量数据的影响,提... 为保证间歇过程安全运行和生产出高质量产品,需要对间歇过程进行监视.本文基于多向主元分析方法(MPCA)和小波变换理论,提出了一种新的监视方法,即多尺度多向主元分析方法(MSMPCA).与MP-CA相比,MSMPCA降低了随机误差对测量数据的影响,提高了过程性能监视和故障诊断的准确性.仿真实例验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 多向主元分析 多尺度主元分析 间歇过程 性能监视和故障诊断

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一种新的非线性多向主元分析在线故障监测方法

4

作者 方益民 肖应旺 徐保国 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期811-816,共6页

针对多向主元分析(MPCA)不能提取复杂的非线性系统变量间的非线性特性以及T^2统计量置信限的确定是以主元得分呈正态分布为假设前提的情况,提出了一种基于自组织神经网络与核密度估计的非线性MPCA在线故障监测方法。该方法用自组织神经... 针对多向主元分析(MPCA)不能提取复杂的非线性系统变量间的非线性特性以及T^2统计量置信限的确定是以主元得分呈正态分布为假设前提的情况,提出了一种基于自组织神经网络与核密度估计的非线性MPCA在线故障监测方法。该方法用自组织神经网络去提取变量间的非线性特征信息；用核概率密度函数去估计非线性主元的置信限。将该方法应用到β-甘露聚糖酶补料分批发酵过程的在线故障监测中,应用效果表明用非线性主元比用同样数目的线性主元能够获取更多的变量信息,并且用核密度估计置信限的方法比用参数估计的方法能更准确地对故障进行监测。 展开更多

关键词 多向主元分析 自组织神经网络 核密度估计 非线性主元 在线故障监测

原文传递

基于多向核主元分析的青霉素生产过程在线监测 被引量：9

5

作者 刘世成 王海清 李平 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期202-207,共6页

基于传统主元分析(PCA)方法的过程监测算法假定过程是线性的,对于具有强非线性的生产过程,应用其进行在线监测出现误报率过高的现象.为此提出了一种多向核主元分析(MKPCA)算法用于间歇过程的建模与在线监测.利用PenSim2.0软件将青霉素... 基于传统主元分析(PCA)方法的过程监测算法假定过程是线性的,对于具有强非线性的生产过程,应用其进行在线监测出现误报率过高的现象.为此提出了一种多向核主元分析(MKPCA)算法用于间歇过程的建模与在线监测.利用PenSim2.0软件将青霉素间歇生产过程的三向数据按批次方向展开为二向数据并进行标准化,采用MKPCA算法建立过程模型并用于过程的在线监测,计算T2、SPE统计量及相应的控制限.仿真结果表明,与传统PCA算法相比,MKPCA算法具有更好的监测性能,不仅大大降低了正常运行过程的误报率,而且能够较早地检测出过程中存在的底物流加速率与搅拌功率故障.MKPCA可以有效处理间歇过程批次间存在的非线性属性,获取过程变量间的非线性关系. 展开更多

关键词 主元分析 核主元分析 多向核主元分析 在线监测 故障检测

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分段多向核主元分析的啤酒发酵过程故障检测 被引量：4

6

作者 吕宁 颜鲁齐 白光远 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2016年第S1期25-27 33,共4页

基于主元分析的故障诊断模型应用在非线性时变过程中具有局限性。基于间歇过程具有周期性这一特点,在非线性空间的数据提取中,将核变换理论引入其中,提出了一种改进的多向核主元分析故障诊断模型,该方法对于过程数据的非线性问题的解决... 基于主元分析的故障诊断模型应用在非线性时变过程中具有局限性。基于间歇过程具有周期性这一特点,在非线性空间的数据提取中,将核变换理论引入其中,提出了一种改进的多向核主元分析故障诊断模型,该方法对于过程数据的非线性问题的解决和非线性信息的充分提取表现出很好的性能,使得非线性主元能够在高维特征空间中被快速提取。对比实验结果表明,该方法对于缓慢时变的间歇过程具有很好的准确性与实时性。 展开更多

关键词 间歇过程 故障检测 多向核主元分析 分段建模

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基于二维主元分析的间歇过程故障诊断 被引量：2

7

作者 孔晓光 郭金玉 林爱军 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第2期350-352,共3页

传统的多向主元分析(MPCA)已广泛应用于监视多变量间歇过程。在MPCA算法中,三维的间歇过程数据需要转换为高维的二维向量,导致计算量和存储空间大,同时不可避免地丢失一些重要信息。因此,提出一种新的基于二维主元分析(2DPCA)的故障诊... 传统的多向主元分析(MPCA)已广泛应用于监视多变量间歇过程。在MPCA算法中,三维的间歇过程数据需要转换为高维的二维向量,导致计算量和存储空间大,同时不可避免地丢失一些重要信息。因此,提出一种新的基于二维主元分析(2DPCA)的故障诊断方法。由于每个批次的间歇过程数据是一个二维向量(矩阵),应用以各个批次矩阵为分析对象的2DPCA算法,避免矢量化,存储空间和存储需求小;另外,2DPCA采用各个批次的协方差的平均值来进行建模,能够更加准确地反映出不同类型的故障,在一定程度上增强了故障诊断的准确性。半导体工业实例的监视结果说明,2DPCA方法优于MPCA。 展开更多

关键词 间歇过程 故障诊断 主元分析 多向主元分析 二维主元分析

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动态批次主元分析在化工过程中的应用研究(英文) 被引量：2

8

作者 李元 温雪洁 《沈阳化工学院学报》 2010年第1期74-78,87,共6页

本文研究了批次动态主元分析(BDPCA)及其在化工过程中的应用。批次动态主元分析是主元分析的一种延伸,通过把三维矩阵转化成二维矩阵,结合时滞变量算法捕捉批次过程中的动态特性完成过程的监视并给出了确定时滞变量的算法.以TE过程为例... 本文研究了批次动态主元分析(BDPCA)及其在化工过程中的应用。批次动态主元分析是主元分析的一种延伸,通过把三维矩阵转化成二维矩阵,结合时滞变量算法捕捉批次过程中的动态特性完成过程的监视并给出了确定时滞变量的算法.以TE过程为例,与多向主元分析法相比,仿真结果表明,BDPCA算法实现了考虑过程中的批次动态特性并提高了对过程变化的故障检测能力. 展开更多

关键词 统计过程控制 多向主元分析 动态批次主元分析

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多线性主元分析的应用与研究

9

作者 孔晓光 郭金玉 林爱军 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第12期84-86,共3页

为了减少计算量和信息丢失,提出一种运用多线性主元分析(Multilinear PCA)进行间歇过程故障诊断的新方法。首先运用Multilinear PCA直接对间歇过程三维数据进行降维,得到低维的投影向量。然后所有批次向投影向量上投影得到得分向量,计算... 为了减少计算量和信息丢失,提出一种运用多线性主元分析(Multilinear PCA)进行间歇过程故障诊断的新方法。首先运用Multilinear PCA直接对间歇过程三维数据进行降维,得到低维的投影向量。然后所有批次向投影向量上投影得到得分向量,计算SPE统计指标控制限,建立Multilinear PCA模型。建立Multilinear PCA模型后,计算新批次的得分向量和SPE(Squared Prediction Error)统计指标,根据统计指标是否超限监视生产过程的运行。最后,在检测出故障之后,采用SPE贡献图诊断故障原因。仿真实例表明:与多向主元分析法MPCA相比(Muhiway Principal Component Analysis)。Multilinear PCA提高了过程性能监视和故障诊断的准确性,较早地发现过程异常。 展开更多

关键词 间歇过程故障诊断 多向主元分析 多线性主元分析

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基于仿射传播聚类子集主元分析的间歇过程监测方法 被引量：5

10

作者 胡永兵 高学金 +2 位作者 李亚芬 齐咏生 王普 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1989-1997,共9页

针对间歇过程固有的多阶段特性,也为了克服传统阶段划分方法严格按照物理时刻顺序将采样点硬性分割而不能使其寻找数据特征最为相近的聚类中心的严重缺陷,提出基于仿射传播聚类(AP)的子集多向主元分析(subset-MPCA)监测新方法:采用全新... 针对间歇过程固有的多阶段特性,也为了克服传统阶段划分方法严格按照物理时刻顺序将采样点硬性分割而不能使其寻找数据特征最为相近的聚类中心的严重缺陷,提出基于仿射传播聚类(AP)的子集多向主元分析(subset-MPCA)监测新方法:采用全新的乱序聚类思想,将时间片矩阵打乱用AP进行无约束乱序聚类,使样本突破时间顺序的约束自由找寻与其特征最为相近的聚类中心,获得聚类子集,建立精确的子集MPCA监控模型。在线监控时,引入信息度传递实现实时采样点的阶段归属判断,解决阶段不等长批次的最佳模型选择问题。对青霉素仿真数据的实验表明,该方法较传统方法可有效降低故障的漏报和误报,有着更加可靠的监控性能。 展开更多

关键词 间歇过程 子集聚类 过程监测 阶段归属 子集多向主元分析

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基于多向Fisher判据分析的间歇过程性能监控 被引量：11

11

作者 陈亚华 蒋丽英 +1 位作者 郭明 王树青 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2004年第4期384-387,共4页

针对传统的间歇过程监控方法,在建模时只利用正常工况下的数据,其故障诊断能力并不令人满意的问题,提出了多向Fisher判据分析(MFDA:MultiwayFisherDiscriminantAnalysis)方法,用于间歇过程的监控。该算法同时利用正常工况和故障条件下... 针对传统的间歇过程监控方法,在建模时只利用正常工况下的数据,其故障诊断能力并不令人满意的问题,提出了多向Fisher判据分析(MFDA:MultiwayFisherDiscriminantAnalysis)方法,用于间歇过程的监控。该算法同时利用正常工况和故障条件下的数据进行建模,其故障诊断能力要优于MPCA(MultiwayPrincipalComponentAnalysis),在故障检测的同时也实现了故障的诊断。通过对实际工业链霉素发酵过程数据分析,表明该算法是可行的,可以获得较满意的故障诊断结果。 展开更多

关键词 Fisher判据分析 多向主元分析 统计过程控制 间歇过程 模式识别

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基于可变多元统计模型的故障诊断方法 被引量：3

12

作者 高翔 王纲 马纪虎 《上海海运学院学报》 北大核心 2001年第3期51-55,共5页

在间歇反应过程中 ,由于各批次多元轨迹时间长度不同 ,无法使用固定多方向主元分析(MPCA)模型对过程中新批次数据进行故障诊断 ;因此 ,提出了用递推式动态时间错位 (DTW )算法 ,对每一个新批次的情况自适应地确定该批次的MPCA模型 ,仿... 在间歇反应过程中 ,由于各批次多元轨迹时间长度不同 ,无法使用固定多方向主元分析(MPCA)模型对过程中新批次数据进行故障诊断 ;因此 ,提出了用递推式动态时间错位 (DTW )算法 ,对每一个新批次的情况自适应地确定该批次的MPCA模型 ,仿真结果证明该方法有效。 展开更多

关键词 间歇过程 动态时间错位 多向主元分析 多元统计过程控制 故障诊断 方法 可变多元统计模型

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一种基于多向局部线性嵌入的故障检测方法

13

作者 郭金玉 袁堂明 李元 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2015年第9期2149-2152,共4页

为了改善传统算法因工况改变导致的故障误诊断,在保持数据结构的基础上,降低高维数据的维度,提出一种基于多向局部线性嵌入(MLLE)的故障检测方法.根据重构误差最小的原则,确定样本局部最优权值矩阵,通过提取相关矩阵的特征向量将样本嵌... 为了改善传统算法因工况改变导致的故障误诊断,在保持数据结构的基础上,降低高维数据的维度,提出一种基于多向局部线性嵌入(MLLE)的故障检测方法.根据重构误差最小的原则,确定样本局部最优权值矩阵,通过提取相关矩阵的特征向量将样本嵌入到低维的数据中.在低维的数据中运用主元分析进行建模.对新的样本数据,在原始数据中找到k个近邻样本并确定相应的权值.在局部的低维数据中重构低维空间的新样本,计算其统计量SPE和T2.根据统计量是否超过控制限进行故障检测.将该方法应用到青霉素发酵过程的故障检测中,并与传统算法进行对比.仿真结果表明,该方法能够有效地识别正常工况改变与过程故障引起的统计量变化,误报率明显下降. 展开更多

关键词 批次过程 故障检测 多向主元分析 局部线性嵌入

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基于多向核熵成分分析的微生物发酵过程多阶段划分及故障监测 被引量：7

14

作者 常鹏 王普 高学金 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期650-656,共7页

针对多向核主元分析法(MKPCA)在监控动态非线性和多模态间歇生产过程故障的不足,提出一种基于物理信息熵的多阶段多向核熵成分分析(multiple sub-stage multi-way kernel entropy component analysis,MSMKECA)的新方法用于故障监控。该... 针对多向核主元分析法(MKPCA)在监控动态非线性和多模态间歇生产过程故障的不足,提出一种基于物理信息熵的多阶段多向核熵成分分析(multiple sub-stage multi-way kernel entropy component analysis,MSMKECA)的新方法用于故障监控。该方法首先通过核映射将数据从低维空间映射到高维特征空间;其次在高维特征空间依据熵结构信息计算每个时刻数据矩阵的相似度指标进行阶段划分,将间歇过程划分为各稳定阶段和各过渡阶段,并在过渡阶段用时变的协方差代替固定协方差;最后在划分的阶段里分别建立模型进行间歇过程监测解决间歇过程的动态非线性和多阶段特性;将所提出的算法应用于青霉素发酵仿真系统的在线监测,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 间歇过程 多向核主元分析 多向核熵成分分析 阶段划分 故障监测

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步进MPCA及其在间歇过程监控中的应用 被引量：8

15

作者 谢磊 何宁 王树青 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期643-647,共5页

针对多向主元分析法(MPCA)在间歇过程监控过程中需要预测过程未来输出的困难,提出了一种新的步进多向主元分析方法。该方法通过建立一系列的PCA模型,避免了对预估过程变量未来输出的需要,通过引入遗忘因子能够自然地处理多阶段间歇过程... 针对多向主元分析法(MPCA)在间歇过程监控过程中需要预测过程未来输出的困难,提出了一种新的步进多向主元分析方法。该方法通过建立一系列的PCA模型,避免了对预估过程变量未来输出的需要,通过引入遗忘因子能够自然地处理多阶段间歇过程的情况。对于多阶段链霉素发酵过程的监控表明,相对于普通MPCA,步进MPCA能够更精确地对过程故障行为进行描述。 展开更多

关键词 多向主元分析(MPCA) 步进多向主元分析 间歇过程监控 链霉素发酵

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MWMPCA方法及其在间歇过程监控中的应用 被引量：8

16

作者 邸丽清 张杰 阳宪惠 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2004年第4期397-400,共4页

针对传统的多向PCA(PrincipalComponentAnalysis)模型间歇过程监控的缺点,提出了一种移动窗多向主元分析(MWMPCA:MovingWindowMulti-wayPrincipalComponentAnalysis)模型。与MPCA方法比较,MWMPCA可很好地监控间歇过程操作的稳定性,在实... 针对传统的多向PCA(PrincipalComponentAnalysis)模型间歇过程监控的缺点,提出了一种移动窗多向主元分析(MWMPCA:MovingWindowMulti-wayPrincipalComponentAnalysis)模型。与MPCA方法比较,MWMPCA可很好地监控间歇过程操作的稳定性,在实时监控新的间歇过程时,只需利用已收集到的数据信息,同时还可根据实际反应情况调整主元的选取个数,以得到更好的监控性能。 展开更多

关键词 间歇过程 在线监控 多向主元分析 移动窗多向主元分析

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MWMPCA在过程故障检测与诊断中的应用 被引量：2

17

作者 李元 宋玉成 《沈阳化工大学学报》 CAS 2010年第2期170-174,共5页

在研究多向主元分析(MPCA——Multi-way Principal Component Analysis)理论的基础上,通过对间歇过程数据的分析研究移动窗口多向主元分析(MWMPCA——Moving Window Multi-way Principal Component Analysis)理论,并将该方法应用于TE过... 在研究多向主元分析(MPCA——Multi-way Principal Component Analysis)理论的基础上,通过对间歇过程数据的分析研究移动窗口多向主元分析(MWMPCA——Moving Window Multi-way Principal Component Analysis)理论,并将该方法应用于TE过程进行故障检测与诊断.与MPCA方法比较,MWMPCA方法随采样的增加窗口长度不断改变,使窗口内有用的信息不断增加,所建模型更加准确,能提高监控系统的稳定性.通过对Q统计量、HotellingT2统计量的检测结果进行分析比较,证明MWMPCA理论在检测系统异常事件中能提高系统的准确性,使系统故障检测与诊断的性能得到改进. 展开更多

关键词 间歇过程 多向主元分析 移动窗口多向主元分析 故障检测与诊断

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基于PSO的间歇生产鲁棒统计过程监控

18

作者 谢磊 王树青 张建明 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期492-498,共7页

间歇过程广泛应用于精细化工产品、生物化工产品等高附加值产品的制备. 为提高间歇生产的可重复性,提高批次之间产品的一致性, 多向主元分析法 (MPCA) 广泛应用于间歇生产过程的监控. 针对 MPCA统计监控模型容易受到建模数据中离群点影... 间歇过程广泛应用于精细化工产品、生物化工产品等高附加值产品的制备. 为提高间歇生产的可重复性,提高批次之间产品的一致性, 多向主元分析法 (MPCA) 广泛应用于间歇生产过程的监控. 针对 MPCA统计监控模型容易受到建模数据中离群点影响的不足, 提出了一种基于微粒群优化算法 (PSO) 的鲁棒 MPCA分析方法, 并进一步给出了相应鲁棒监控统计量的计算方法. 对于链霉素发酵过程的监控表明, 相对于普通MPCA,鲁棒MPCA在建模数据中存在离群点时仍能够给出正确的统计监控模型, 从而有效减少了建模过程对数据的要求. 展开更多

关键词 多向主元分析 鲁棒多向主元分析 统计过程控制 链霉素发酵

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改进MKPCA方法及其在发酵过程监控中的应用 被引量：13

19

作者 齐咏生 王普 +1 位作者 高学金 公彦杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2530-2538,共9页

针对间歇发酵过程缓慢时变和非线性等特点,提出一种基于滑动窗技术的多向核主元分析(MWMKPCA)方法。该方法结合了核主元分析(KPCA)和滑动窗口技术的优点,其中KPCA能有效解决过程数据的非线性问题,保证数据信息抽取的完整性;而滑动窗口... 针对间歇发酵过程缓慢时变和非线性等特点,提出一种基于滑动窗技术的多向核主元分析(MWMKPCA)方法。该方法结合了核主元分析(KPCA)和滑动窗口技术的优点,其中KPCA能有效解决过程数据的非线性问题,保证数据信息抽取的完整性;而滑动窗口技术能有效避免MKPCA在线应用时预报未来测量值所引入的误差,提高监控性能。对于已判断正常的新批次过程数据,将其加入模型参考数据库进行更新,从而提高间歇过程性能检测的准确性。将该方法应用到工业青霉素发酵过程的监控中,并与MPCA、MKPCA方法的监测性能进行了比较。结果表明:该方法能有效提取过程变量间的非线性关系,降低运行过程的误报率,对缓慢时变的间歇过程具有更可靠的检测性能。 展开更多

关键词 故障监测 多向核主元分析 多向主元分析 模型更新 发酵过程

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一种基于流形拓扑结构的轴承故障分类方法 被引量：17

20

作者 黎敏 徐金梧 +1 位作者 阳建宏 杨德斌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期358-362,共5页

根据不同故障类型的轴承信号在高维相空间中呈现不同结构的流形形态,提出了基于流形拓扑结构的轴承故障无监督分类方法。新方法首先将反映轴承状态的一维振动信号重构到高维相空间中,利用相点邻域的切空间信息逼近流形的局部几何结构,... 根据不同故障类型的轴承信号在高维相空间中呈现不同结构的流形形态,提出了基于流形拓扑结构的轴承故障无监督分类方法。新方法首先将反映轴承状态的一维振动信号重构到高维相空间中,利用相点邻域的切空间信息逼近流形的局部几何结构,从而得到描述流形拓扑结构的矩阵;对所有样本构成的流形拓扑结构作多向主元分析后,将获得的主元信息作为特征集输入到C-均值分类器中进行轴承的状态识别。用轴承在正常状态、内圈故障、外圈故障的试验数据进行验证,结果表明,与传统的利用振动统计量为特征输入的方法相比,新方法能够更完整地刻画信号特征,获得更准确的分类识别率。 展开更多

关键词 无监督分类 故障诊断 流形拓扑结构 多向主元

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