故障分离——一种基于FDA-SVDD的模式分类算法

为了克服多变量统计过程控制在故障分离上的缺陷, 提出了一种新的故障分离方法。 新方法由基于Fisher判别分析（FDA）的特征提取、Fisher线性分类和基于支持向量数据描述（SVDD）的非线性核空间模式分类等算法组成。构造了基于FDA-SVDD的串级和混联融合方式, 并设计了基于SVDD的加权归一化半径模式判别准则。非等温连续搅拌槽 （CSTR）过程仿真验证了混联融合比单纯的FDA分类算法和串级融合具有更优良的故障分离效果。     

基于非负矩阵分解的多模态过程故障监测方法

针对传统的多元统计故障监测方法往往需要假设测量数据服从单一高斯分布的不足,提出了一种基于非负矩阵分解(NMF)的多模态故障监测方法。首先使用标准的NMF算法对训练集数据进行聚类,将多模态数据划分到各个模态中;然后使用稀疏性正交非负矩阵分解(SONMF)算法对各模态分别建模,同时构造监控统计量进行故障监测。将提出的基于非负矩阵分解的多模态故障监测方法应用于数值例子和TE过程的仿真结果表明,该方法能够及时有效地检测出多模态过程中的故障。     

基于非负矩阵分解的多模态过程故障监测方法

针对传统的多元统计故障监测方法往往需要假设测量数据服从单一高斯分布的不足,提出了一种基于非负矩阵分解(NMF)的多模态故障监测方法。首先使用标准的NMF算法对训练集数据进行聚类,将多模态数据划分到各个模态中;然后使用稀疏性正交非负矩阵分解(SONMF)算法对各模态分别建模,同时构造监控统计量进行故障监测。将提出的基于非负矩阵分解的多模态故障监测方法应用于数值例子和TE过程的仿真结果表明,该方法能够及时有效地检测出多模态过程中的故障。     

基于形态滤波和HHT的滚动轴承故障特征提取

应用形态滤波和HHT提取滚动轴承振动信号故障特征。通过形态组合滤波对信号进行预处理,对预处理后的信号进行EMD分解,把信号分解为若干个IMF的和,之后计算IMF的希尔伯特能量谱,提取振动信号的故障特征频率。本算法能够较准确地提取出滚动轴承振动信号的故障特征频率,为滚动轴承振动检测与故障诊断研究提供参考。     

特征空间递归更新的ICA算法及发酵过程监测应用

及时更新监测模型以适应过程的时变特性,对准确检测出化工过程异常和设备故障具有重要意义。针对普通独立元分析（ICA）算法在更新计算监测模型时计算复杂度高、效率低的缺点,提出了一种基于特征空间递归更新的在线独立元分析（RUFS-ICA）算法。将算法应用于青霉素发酵过程的在线建模与监测中,与普通ICA方法相比,仿真统计结果表明,平均误警率降低至1.67%,基本克服了漏报现象;与其他在线更新算法相比,复杂度明显降低,计算时间减少54.1%,节省了存储量。     

基于KECA的化工过程故障监测新方法

针对化工过程数据复杂、非线性的特点,提出一种基于核熵成分分析(KECA)的化工过程故障监测算法。首先,KECA算法按照Renyi熵值的大小选取特征值及特征向量,相比传统的KPCA监测算法,其保留主元个数更少,可以有效减少运算量。同时,仿真研究表明KECA算法选取的主元具有角度结构特性,据此,提出一种新的统计量--CS(Cauchy-Schwarz)统计量,其对应到核特征空间中即为向量间的角度余弦值,可以较好表述不同概率密度分布之间的相似度。最后,将KECA和KPCA算法分别应用于TE(Tennessee Eastman)过程,结果表明KECA在故障检测延迟与检出率相比KPCA都有很大的优势。     

一种化工过程故障诊断知识自动化方法研究

化工过程的故障诊断是典型的知识型工作,主要以人工决策方式完成,具有主观性和不一致性。此外,知识经验的学习、积累和传承也比较困难。今提出了化工过程故障诊断的知识自动化方法,以生产过程的"数据"与"信息"知识为基础,融合多种定性定量的故障监测与诊断算法,通过知识获取与融合、故障感知与识别、故障诊断与决策三个层次对故障进行监测诊断,并以专家知识库为载体进行经验的传承。工业试验表明,该方法实现了故障诊断知识的自动化,具有很好的可行性。     

独立元子空间算法及其在故障检测上的应用

针对高维数据建模问题,提出一种独立元子空间算法(ICSM),作为一种新的集成学习算法,ICSM利用独立元在不同变量上的贡献度来选取子空间,符合了集成学习的要求,具备了明确的物理意义,有效地克服了随机子空间算法(RSM)的主要缺点。在此基础上,进一步将ICSM应用于工业过程监控,提出了一种新的ICSM-PCA故障检测算法。首先在各个子空间内分别建立相应的PCA监测模型,然后根据T~2和SPE统计量的值计算出集成时各自的权重,最后构造两个集成统计量对工业过程进行监测。通过在Tennessee Eastman(TE)模型上的仿真研究,说明提出的算法具有较好的建模效果和故障检测能力。     

基于潜变量自回归算法的化工过程动态监测方法

从建立潜变量自回归(AR)模型的角度出发,提出了一种基于潜变量自回归(LVAR)算法的化工过程动态建模与监测方法,旨在提取动态潜变量的同时给出各潜变量的AR模型。LVAR算法在最小化潜变量的AR模型残差的约束下,通过同时搜寻投影变换向量与AR系数向量,实现了对动态潜变量的特征提取及其AR模型的建立。此外,LVAR算法通过先提取动态潜变量后提取静态成分信息的方式,有效地区分了采样数据中的自相关性与交叉相关性。在对比实验中,通过比较分析LVAR方法与其他三种典型的动态过程监测方法在经典化工过程对象上的故障监测结果,验证了LVAR方法在动态过程监测上的优越性与可靠性。关键词:主成分分析;故障检测;缺失数据;过程系统     

基于多块信息提取的PCA故障诊断方法

传统的监控方法往往只利用传感器观测值信息进行过程的故障监测,而忽略了原始数据中包含的其他有效信息。为此,提出一种基于多块信息提取的PCA故障监测算法。首先,对过程变量的累计误差和变化率信息进行定义,从而能够从数据中提取新的特征信息,并基于每种特征将过程划分为3个子块;然后,利用PCA方法对每个子块进行建模与监测,通过贝叶斯方法对监测结果进行融合;最后,提出一种基于加权贡献图的故障诊断方法,分离出引发故障的源变量。通过数值例子与田纳西-伊斯曼(TE)过程监控中的应用证明了所提方法的有效性与可行性。     

分批精馏过渡段放持液操作方式

The new mode of operation for slop cut withdrawal in batch distillation, i.e., draining Column liquid holdup at the end of slop cut period, was proposed. And the stopping criterion for the operation was investigated, Experiments were carded out with isopropanol-n-propanol binary system and isopropanol-n-propanol-n-butanol ternary system in a distillation column with a liquid collector installed between the reboiler and the column section, Experimental results in a Ф 45mm batch column show that the proposed policy can overcome the flywheel effect caused by column liquid holdup and thus cut down operation time and energy consumption 31%-61%.     

分批精馏过渡段新型操作方式的研究

提出了一种新型过渡段操作方式———放塔身持液操作,分析了该操作中过渡段结束条件的确定方法,通过实验对过渡段的常规操作方式和放持液操作方式进行了比较,结果表明:后者能有效地克服分批精馏中持液的“飞轮效应”的影响,明显缩短操作时间,降低能耗。该方式操作简单,所需设备易于设计,便于在工业生产中实现,是对传统操作的有效改进。     

化学清洗废液的处理

介绍了化学清洗废液的快速处理方法，适合现场操作，通过对废液的处理达到了排放要求     

水煤浆气化装置操作优化技术及其应用

针对水煤浆气化装置操作优化问题,提出了一种多种群竞争型协同文化差分进化算法(MCCDE),算法中建立了基于差分进化算法的竞争型协同策略及竞争适应度评判方法,并引入了文化算法的部分思想。同时,建立了德士古气化炉操作优化模型,将MCCDE算法用于优化模型的求解。采用某化工厂气化系统实际运行数据进行仿真,经过操作优化计算,能够获得优化的控制参数,并提高气化炉有效气产率。最后,开发了水煤浆气化操作优化系统应用软件,能够实现将建模、控制、优化技术应用于实际生产中,以提高装置的经济效益。     

Investigation of dynamic liquid distribution and hold-up in structured packings using ultrafast electron beam X-ray tomography

Dynamic cross-sectional liquid distribution and hold-up in a DN80 separation column filled with structured packings was studied using an ultrafast electron-beam X-ray tomograph with high temporal resolution of 2000 images per second. The modality allows visualisation and characterisation of the counter-current flow before and at the flooding point representing the upper operation limit. Two packings of the same type (Montz B1-MN) with different specific surface area were used to investigate the influence of the packing geometry on the spatial liquid distribution. The system studied was water/air at different gas and liquid loads. The results of the tomographic imaging and corresponding post-processing routines were validated by comparison with conventional draining measurements.     

一种基于速率线性化的非线性预测控制算法

提出了一种基于速率线性化方法的非线性预测控制算法。该算法采用速率线性化方法得到与原系统非线性模型相对应的线性变参数模型,这类变参数模型在结构上是线性的,而模型参数将随工作条件的变化而变化,在系统的整个工作区间内都能很好地逼近原非线性模型。在此模型的基础上设计了预测控制器,并利用基于置信域的Levenberg-Marquardt算法在线求得预测控制率。最后对连续搅拌反应釜进行了仿真研究,仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。     

Loading,draining and hold-up in periodically operated trickle-bed reactors

Periodic interruption of liquid flow in co-current trickle beds appears to be an attractive mode of operation. For modelling these intermittent-flow reactors, loading and draining times must be known. Experiments were undertaken using beds of activated carbon with water and air as the fluid phases. Loading time was taken as the time to water breakthrough. The gas flow was continuous while the time between the end of drainage and the start of filling was varied to simulate different periods. Drainage experiments followed the liquid flow leaving the bed as a function time. Liquid hold-ups were determined after the filling and draining measurements. Variables considered were particle size, gas and liquid velocity. Loading closely follows the plug flow model; drainage shows tailing but does not follow literature models. Static and dynamic hold-ups at zero gas flow agree with literature correlations for the larger particle size used. A gas velocity effect on both static and dynamic hold-up was observed.     

纸机传动控制系统的设计与应用

根据纸机的工艺结构及要求,提出了采用光纤主/从宏连接的方式,并根据偏差信号的大小选择先进的PID控制算法来调节实现对负荷分配的控制,利用二叉树数据结构算法实现速度链结构的控制,设计了基于Profibus的纸机传动控制系统.     

应用A/O法处理焦化酚氰废水

介绍了生物脱氮原理、A/O工艺流程及污泥驯化和运行管理。采用该技术处理蒸氨后高浓度废水 ,外排水指标除 COD稍高外 ,其余均可达到有关排放标准。     

Modernized method of controlling the lapping and winding of nonwovens

A modernized method is proposed for controlling the lapping and winding of nonwovens. A functional diagram is created for a modernized control system along with an algorithm for operation of the system’s control microcomputer, the algorithm providing for special and startup regimes. Another algorithm is proposed for starting the electric drive of the conveyor of the heating chamber based on tracking of the linear density of the laps. The effectiveness of the control algorithm is demonstrated on a laboratory stand that was developed to model equipment used to control lapping and winding.