基于人工免疫的故障診斷算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)過(guò)程日趨集成化、規(guī)?；蛷?fù)雜化，對(duì)工業(yè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除過(guò)程故障被提到了前所未有的高度，作為過(guò)程監(jiān)控實(shí)施手段的故障診斷技術(shù)近年來(lái)已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。 受免疫系統(tǒng)相關(guān)機(jī)理的啟發(fā)，本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)值否定選擇算法進(jìn)行了改進(jìn)并引入克隆選擇機(jī)制，根據(jù)訓(xùn)練樣本集中樣本類(lèi)型的不同，分別提出了新的基于人工免疫的故障檢測(cè)方法和故障診斷方法。 當(dāng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集只包含正常樣本時(shí)，以正常樣本為自體，在狀

2、態(tài)空間中利用否定選擇機(jī)理產(chǎn)生初始檢測(cè)器集進(jìn)行故障檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程中，引入克隆選擇機(jī)制對(duì)被激活的檢測(cè)器進(jìn)行克隆、變異，動(dòng)態(tài)更新檢測(cè)器集，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和自適應(yīng)性。 當(dāng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集既包含正常樣本，又包含不同種類(lèi)的故障樣本時(shí)，便可進(jìn)一步對(duì)故障進(jìn)行診斷。在基于人工免疫的故障診斷方法實(shí)現(xiàn)上，給出了兩種不同的檢測(cè)器產(chǎn)生策略，即基于否定選擇產(chǎn)生初始檢測(cè)器集或直接用故障樣本派生初始檢測(cè)器集。在初始檢測(cè)器的訓(xùn)練問(wèn)題上討論了“距離優(yōu)先”和“數(shù)量?jī)?yōu)先

3、”兩種不同的指導(dǎo)原則。同樣，在故障診斷方法中也融入了克隆選擇機(jī)制動(dòng)態(tài)更新檢測(cè)器集合，提高算法的自適應(yīng)性。還對(duì)故障診斷過(guò)程中可能出現(xiàn)的多個(gè)檢測(cè)器同時(shí)檢出一個(gè)樣本時(shí)，樣本歸屬判定問(wèn)題進(jìn)行了討論。 對(duì)本文提出的基于人工免疫的故障檢測(cè)和診斷方法，分別采用TE仿真數(shù)據(jù)對(duì)其有效性進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明基于人工免疫的故障檢測(cè)方法對(duì)故障樣本的檢出率能夠達(dá)到比較理想的水平，特別是引入檢測(cè)器動(dòng)態(tài)更新機(jī)制后，檢出效果有了明顯的改善。在故障診斷方面，由于