基于混合核函數(shù)的間歇過程統(tǒng)計(jì)建模和監(jiān)測方法研究.pdf

1、間歇過程作為工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種重要的生產(chǎn)方式，已被廣泛應(yīng)用于生物制藥、食品加工、精細(xì)化工等領(lǐng)域。對間歇過程進(jìn)行監(jiān)控以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的非正常情況，保證生產(chǎn)的安全可靠運(yùn)行具有重要意義。然而，間歇生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)具有多批次、多階段、非線性、動(dòng)態(tài)等復(fù)雜特性，其建模和在線監(jiān)測也更加困難，已成為重要的研究課題。
　　間歇生產(chǎn)過程監(jiān)測往往是以三維數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，按照統(tǒng)計(jì)原理通常需要大量數(shù)據(jù)樣本。本文在分析間歇過程數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)非線性特性基礎(chǔ)上，以逐漸成熟

2、的動(dòng)態(tài)和非線性技術(shù)為根本，針對間歇生產(chǎn)過程的非線性特性和動(dòng)態(tài)特性，將核技術(shù)(KPCA)引入到DPCA算法中，提出了一種可以以單批次數(shù)據(jù)為建模數(shù)據(jù)的DKPCA的間歇生產(chǎn)過程在線監(jiān)控方法。該方法以一個(gè)批次數(shù)據(jù)為對象，進(jìn)行時(shí)間序列上的擴(kuò)展和輸入空間到特征空間的非線性映射，并在特征空間里計(jì)算統(tǒng)計(jì)特征，來描述這個(gè)批次建模數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征。該方法的好處是可以單批次數(shù)據(jù)建模，克服數(shù)據(jù)不等長問題，在線監(jiān)測不需要估計(jì)未來數(shù)據(jù)。但需要確定有效地核函數(shù)和參

3、數(shù)。
　　針對DKPCA核函數(shù)選擇問題，提出了一種混合核函數(shù)方法，可以很好的刻畫過程的非線性。核函數(shù)的選擇為高斯核函數(shù)和多項(xiàng)式核函數(shù)的組合核，其參數(shù)及其權(quán)系數(shù)以尋優(yōu)的方法確定。通過分析統(tǒng)計(jì)監(jiān)控的原理，確定了以SPE控制量服從x2分布為第一目標(biāo)，SPE統(tǒng)計(jì)量滑動(dòng)窗的均值與總均值比值累加和最小為第二目標(biāo)的優(yōu)化模型。針對模型非線性，難以數(shù)學(xué)表達(dá)，采用了粒子群算法對混合函數(shù)中的參數(shù)、權(quán)系數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)。
　　在青霉素發(fā)酵過程中，很多控制