[实用新型]基于小波分析的工业生产过程故障诊断装置

摘要

一种基于小波分析的工业生产过程故障诊断装置，包括与工业过程对象连接的现场智能仪表、DCS系统以及上位机，所述的DCS系统由数据接口、控制站、数据库构成；智能仪表、DCS系统、上位机依次相连，所述的上位机包括标准化处理模块、小波分解模块、主元分析功能模块、小波重构功能模块、支持向量机分类器功能模块以及故障判断模块。本实用新型提供一种同时考虑工业过程数据的复共线性、非线性特性和多尺度特性、能够得到良好的诊断效果的基于小波分析的工业生产过程故障诊断装置。

主权项

1.一种基于小波分析的工业生产过程故障诊断装置，包括与工业过程对象连接的现场智能仪表、DCS系统以及上位机，所述的DCS系统由数据接口、控制站、数据库构成；智能仪表、DCS系统、上位机依次相连，其特征在于：所述的上位机包括：用于对数据进行标准化处理的标准化处理模块；用于采用Mallat塔式分解算法将原始信号分解为一系列近似信息和细节信息的小波分解功能模块；用于进行主元分析提取主成分，采用协方差奇异值分解的方法的主元分析功能模块；用于进行小波重构，根据小波理论，将各尺度下得到的主元相加，即得到总的主元的小波重构功能模块；用于核函数采用径向基函数K(x_i，x)＝exp(-‖x-x_i‖/σ²)，将训练过程化为二次规划求解问题的支持向量机分类器功能模块；用于设定每次采样的时间间隙，采集现场智能仪表的信号的信号采集模块；用于将采集的数据传送到DCS实时数据库中，在每个定时周期从DCS数据库的实时数据库中，得到最新的变量数据作为待诊断数据VX的待诊断数据确定模块；用于对待检测数据VX用训练时得到的和σ_x²进行标准化处理，并将标准化处理后的数据作为小波分解模块的输入，用训练时相同的参数对输入数据进行小波分解，得到的系数作为中主元分析模块的输入；用训练时得到的变换矩阵T对输入进行变换，变换后矩阵输入到小波重构模块；将对应的数据相加即得到原待测数据的主成分，并将所得到的组成分输入到支持向量机分类器模块；将输入代入训练得到的判别函数，计算判别函数值，判别过程的状态的故障诊断模块，所述现场智能仪表与信号采集模块数据连接，所述信号采集模块连接待诊断数据确定模块，所述的待诊断数据确定模块连接故障诊断模块，所述标准化处理模块与小波分解功能模块连接，所述小波分解功能模块与主元分析功能模块连接，所述主元分析功能模块与小波重构模块连接，所述小波重构模块与支持向量机分类器功能模块连接，所述支持向量机分类器功能模块与故障诊断模块连接。