统计监控建模离群点检测数据预处理高效算法

基于多向主元分析(multi-way principal component analysis,MPCA)(包括主元分析(principal component analysis,PCA))的统计监控模型易受建模数据中离群点影响,将数据点的k-最近邻(k-nearest neighbor,k-NN)距离dk作为离群度指标能有效地发现非线性数据集中的离群点,但现有的基于该定义的鲁棒离群点检测算法对不同尺度的中心化和标准化方法非常敏感,且需要计算每个数据点的dk,引起巨大的计算开销.提出一种改进尺度的近邻修剪(modified scale neighborhood pruning,MSNHP)高效鲁棒离群点检测算法用于对统计监控建模数据集的预处理.该算法利用改进尺度得到离线建模正常数据的均值和标准差,并对数据进行中心化和标准化处理;在每次dk查询过程中计算出其他点的dk上界用于直接修剪非离群点,以减少dk查询的次数;并通过优化搜索次序提高修剪效果和减少每次dk查询的计算开销.将该算法应用于β-甘露聚糖酶发酵间歇过程离群点检测,与其他鲁棒离群点检测算法相比,应用结果表明该算法明显减少了计算开销,对数据集数据个数和算法参数都具有更好的伸缩性.     

动态隐变量法及其在动态过程监控中的应用

针对动态系统模型难以获取的问题,以提高统计监控性能为目标,对现有的动态隐变量法进行了深入研究.首先指出动态隐变量可包含更多的动态信息,但仍具有自相关,为此提出了采用修正控制图的方法对动态隐变量空间进行检测,而对于自相关不显著的残差空间,指出可按照传统方法或是非参数方法建立控制图;接着将过程知识和经验受控平均运行长度的检验考虑在内,给出了一种时滞变量和时滞长度的确定方法;最后,提出了一种根据残差累积和以及递归特征消除算法(recursive feature elimination,RFE)进行故障变量辨识的方法.通过对双效蒸发过程的应用监控,表明了上述方法的有效性.     

化肥厂耙料机无线监控系统

PLC或智能仪表作现场控制器，工控机配置组态王软件作为上位机，实现数据联网共享，是目前工厂自动化的流行配置。结合耙料机工作的特点，设计了一套基于PLC和无线通讯模块EL705的无线监控系统，给出了控制系统的硬件配置及软件设计，介绍了该套系统在化肥厂耙料机上的应用。     

基于改进PCA的正常工况改变与过程故障识别方法

针对传统的主元分析(PCA)的T~2和平方预测误差(SPE)检验所提供的信息并不一致的缺陷,提出一种改进的PCA方法。该方法采用主元相关变量残差(PVR)和一般变量残差(CVR)统计量代替SPE统计量用于过程监测。将此改进的PCA方法应用到双效蒸发过程的仿真监测,与传统的PCA方法相比,新PCA方法能够有效地识别正常工况改变与过程故障引起的T~2图变化,避免了SPE统计量的保守性,能够提供更详细的过程变化信息,提高了对过程变化的分析与诊断能力。     

基于特征子空间的滑动窗PCA在批过程故障诊断中的应用

基于传统的多向主元分析MPCA(multiway principal component analysis)常会导致误诊断,且对批过程难以保证在线状态监测和故障诊断的实时性,提出了一种基于特征子空间的滑动窗主元分析方法。在实时故障监测与诊断时,该方法采用适当大小的滑动窗逐步更新当前子数据空间,对当前子数据空间故障的识别通过依次计算其与基底库中各故障的匹配度来进行。这种方法克服了传统的MPCA不能处理非线性过程和实时性问题,并避免了MPCA在线应用时预报未来测量值带来的误差, 提高了批过程性能监测和故障诊断的准确性。     

基于全局颜色对比的显著性目标检测

为了能正确检测显著性图中的多个显著性目标, 提出了一种基于全局颜色对比的显著性目标检测算法。该算法首先提取图像的全局颜色对比度特征, 然后把显著性图和全局颜色对比度作为特征输入条件随机场框架中, 得到二值显著性掩模, 最后经区域描绘子计算得到包含显著性目标的最小外接矩形。在两种公开的数据集上的实验结果表明, 该算法在精度、召回率以及F-测度方面的表现优于现有其他几种算法, 在计算效率上也具有一定的优势。因此, 所提出的算法在检测效果上优于现有的显著性目标检测算法, 而且还能够检测到多个显著性目标。     

改进SVM分类算法中多重共线性问题研究

提出了一种可以解决SVM分类算法中的多重共线性问题的因子分析方法。因子分析的核心是用较少的互相独立的因子反映原有变量的绝大部分信息,它既能大大减少参与数据建模的变量个数,简化支持向量机结构,减少支持向量机分类过程中的复杂度和运算量,同时不会改变样本的分布特性,保持样本的分类信息。实验结果表明,通过因子分析对样本数据的处理,使用3个因子代替7个原始变量,原始变量间的多重共线性问题得到了很好的解决。     

基于改进的MPCA与DTW方法及其在批过程故障诊断中的应用

针对传统的多向主元分析(Multiway Principal Component Analysis,MPCA)常会导致误诊断,且对批生产过程难以保证在线状态监测和故障诊断的实时性,提出了一种改进的MPCA与动态时间错位(Dynamitc Time Warping,DTW)方法,该方法采用多模型非线性结构代替传统的MPCA单模型线性化结构,并利用对称式DTW算法解决了多元轨迹同步化的问题。将该方法应用到青霉素发酵批过程的在线故障监测中,结果表明它克服了MPCA不能处理非线性过程和实时性问题,并避免了MPCA在线应用时预报未来测量值带来的误差,提高了批过程性能监测和故障诊断的准确性。     

基于变量展开和时变协方差的连续更新的MPCA及其在批过程故障监测中的应用

针对传统的多向主元分析（MPCA）模型批过程监测的缺陷,提出了一种基于变量展开和协方差随时间变化的连续更新的MPCA批过程故障监测方法。该方法将基于批次展开能够去除采样数据的主要非线性动态性的优点与基于变量展开不需要对被监测的新批次的未反应完的数据进行预估的优点结合起来,用于批过程的故障监测,一旦因此判断出某一新批次过程正常,则模型参考数据库就随之更新。在实时监测新的批过程时,只需利用已收集到的数据信息,并且在线连续地更新模型参考数据库,提高了批过程性能监测的准确性,克服了MPCA不能处理非线性过程和实时性问题。通过采用该方法与传统的MPCA方法对青霉素补料分批发酵过程的实时监测,结果表明该方法比传统的MPCA更适合于对缓慢变化的批过程进行监测,具有更可靠的监测性能。     

PLC与上位机串行通信程序的实现

介绍了VB通信控件MSComm的属性、事件、方法和OMRONC20H系列PLC串行接口通信协议，并以VB6．0作为开发工具实现了PLC与微机间的串行通信。