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专利号: 2021102997791
申请人: 宁波大学科学技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-09-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于实时判别型动态特征提取的PTA过程异常监测方法,其特征在于,具体包括以下步骤:步骤(1):在PTA生产过程正常运行状态下,采集得到n个样本数据向量x1,x2,…,xn,每个样本数据向量具体包括m个采样数据,依次分别是:进料流量,进料温度,分馏塔顶部回流量,冷凝器冷却水流量,再沸器蒸汽流量,分馏塔顶部气体流量,分馏塔底部的产品流量,分m×1 m×1馏塔中各层塔板的温度;其中,第i个样本数据向量xi∈R ,R 表示m×1维的实数向量,R表示实数集,i∈{1,2,…,n};

步骤(2):利用x1,x2,…,xn的均值向量μ和标准差向量δ,分别对x1,x2,…,xn实施标准化处理,对应得到n个数据向量步骤(3):设置时序阶数为D后,按照如下所示公式组建增广矩阵N×M

其中,R 表示N×M维的实数矩阵,N=n‑D,M=m(D+1),上标号T表示矩阵或向量的转置;

步骤(4):按照如下所示步骤(4.1)至步骤(4.4)计算 个监测指标步骤(4.1):初始化i=1;

(D+1)×M

步骤(4.2):按照如下所示公式组建堆叠矩阵Yi∈R :(D+1)×1

步骤(4.3):设置Y=Yi后,实施实时判别型动态特征提取,得到左投影向量u∈R 和M×1右投影向量v∈R ;

步骤(4.4):根据公式 计算第i个监测指标 后,判断是否满足条件 若是,则设置i=i+1后返回步骤(4.2);若否,则得到步骤(5):将 中的最大值记录为 后,再根据公式 计算得到控制上限 其中,γ表示放大系数;

m×1

步骤(6):在线采集最新采样时刻的样本数据向量xt∈R ,并对其实施与步骤(2)中相同的标准化处理,从而得到数据向量 其中,下标号t表示最新采样时刻;

(D+1)×M

步骤(7):根据如下所示公式组建堆叠矩阵Yt∈R :其中, 分别表示样本数据向量xt‑1,xt‑2,…,xt‑2D经与步骤(2)中相同的标准化处理后得到的数据向量;

(D+1)×1

步骤(8):设置Y=Yt后,实施实时判别型动态特征提取,从而得到左投影向量u∈RM×1和右投影向量v∈R ;

步骤(9):根据公式 计算监测指标 后,判断是否满足条件 若是,则当前采样时刻PTA过程正常运行,返回步骤(6)继续利用最新采样时刻的样本数据向量实施异常监测;若否,则执行步骤(10);

步骤(10):返回步骤(6)继续利用最新采样时刻的样本数据向量实施异常监测,若连续

6个最新采样时刻的监测指标皆满足条件 则触发故障警报。

2.根据权利要求1所述的一种基于实时判别型动态特征提取的PTA过程异常监测方法,其特征在于,所述步骤(4.3)与步骤(8)中实施实时判别型动态特征提取的具体实施过程如下所示:步骤(A):随机初始化右投影向量v为任意一个M×1维的实数向量;

T T

步骤(B):求解特征值问题Yvv Yp=ηp中,最大特征值η所对应的特征向量p,再根据公式u=p/||p||计算得到左投影向量u;其中, 表示计算特征向量p的长度;

步骤(C):求解特征值问题 中,最大特征值λ所对应的特征向量q,再根据公式 计算得到右投影向量v;

步骤(D):判断v是否收敛;若否,则返回步骤(B);若是,则得到左投影向量u和右投影向量v。