1.一种基于在线简略核学习的非线性化工过程监测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤(1):利用化工过程安装的测量仪表,在正常运行状态时采集N个样本数据x1,x2,…,xN,其中第i个采样时刻的样本数据xi∈Rm×1由m个采样数据组成,具体包括温度,压力,流量,液位这四类采样数据,Rm×1表示m×1维的实数向量,i∈{1,2,…,N};
步骤(2):对N个样本数据x1,x2,…,xN实施标准化处理,得到N个m×1维的数据向量步骤(3):按照如下所示步骤(3.1)至步骤(3.9)从N个数据向量 中筛选出n个具代表性的数据向量,记作z1,z2,…,zn,其中n<N/2;
步骤(3.1):从N个数据向量 中任意选择n个不同的数据向量,并将其记作z1,z2,…,zn;
步骤(3.2):根据如下所示公式计算核矩阵K∈Rn×n中第a行第b列的元素K(a,b):其中,δ为核参数,||za-zb||2=(za-zb)T(za-zb),a∈{1,2,…,n},b∈{1,2,…,n},Rn×n表示n×n维的实数矩阵,上标号T表示矩阵或向量的转置;
步骤(3.3):根据如下所示公式对核矩阵K进行中心化处理得到矩阵 并计算基矩阵其中,矩阵IIn∈Rn×n中全部元素都是1;
步骤(3.4):根据如下所示公式计算核矩阵J∈RN×n中第i行第b列元素J(i,b):其中,
步骤(3.5):根据如下所示公式对J实施中心化处理得到上式中,矩阵IIN∈RN×n中所有元素都是1,RN×n表示N×n维的实数矩阵;
步骤(3.6):根据公式 计算矩阵G后,再求解矩阵G的n个特征值所对应的特征向量,并将特征值按数值大小进行降序排列得到λ1≥λ2≥…≥λn,相对应的特征向量分别为p1,p2,…,pn,此步骤要求所有特征向量的长度都是1,上标号T表示矩阵或向量的转置;
步骤(3.7):将最大的d个特征值所对应的特征向量p1,p2,…,pd组建变换矩阵P=[p1,p2,…,pd]后,再计算监测指标向量 其中diag{}表示将大括号内的矩阵对角线元素转变成列向量的操作,矩阵W=AP;
步骤(3.8):确定出监测指标向量D∈RN×1中最大的n个元素所在位置,对应的从中选择n个数据向量,重新记作z1,z2,…,zn;
步骤(3.9):判断z1,z2,…,zn是否发生变化;若是,则返回步骤(3.2);若否,则保留核矩阵K,矩阵 基矩阵A,和n个具代表性的数据向量z1,z2,…,zn;
步骤(4):在最新采样时刻t,利用精馏塔设备所安装的测量仪表测量得到由m个采样数据组成的数据向量xt∈Rm×1,并对其实施与步骤(2)中相同的标准化处理,得到新数据向量步骤(5):根据如下所示公式计算核向量kt∈R1×n中的第b个元素kt(b):上式中,b∈{1,2,…,n}, R1×n表示1×n维的实数向量,δ为核参数;
步骤(6):根据如下所示公式对核向量kt实施中心化处理得到上式中,向量IIt∈R1×n中所有元素都为1,矩阵IIn∈Rn×n中全部元素都是1;
步骤(7):根据公式 计算矩阵Gt后,再求解Gt最大特征值所对应的特征向量pt∈Rn×1;
n×1
步骤(8):根据公式wt=Apt计算投影变换向量wt∈R 后,再计算监测指标向量并确定出D中的最大值Dmax;
步骤(9):根据公式 计算监测指标Dt,并判断是否满足Dt≤Dmax;若是,则当前采样时刻化工过程对象运行正常,返回步骤(4)继续实施对下一最新采样时刻样本数据的运行状态监测;若否,则执行步骤(10)从而决策是否识别出现故障;
步骤(10):返回步骤(4)继续实施对下一最新采样时刻样本数据的运行状态监测,若连续3个采样时刻的监测指标都不满足步骤(9)中的判断条件,则化工过程对象进入故障工况并触发故障报警;否则,返回步骤(4)继续实施对下一最新采样时刻的运行状态监测。