[发明专利]化工过程微小故障检测方法

权利要求书

1.一种化工过程微小故障检测方法，其特征在于，含有以下步骤：

(一)采集化工过程历史数据库的正常操作工况数据作为训练数据X₀，并利用训练数据X₀的均值和标准差对训练数据X_o进行归一化处理，得到归一化后的训练数据X；

(二)将所述归一化后的训练数据X进行局部-全局主成分分析得到LGPCA模型，利用所述LGPCA模型提取所述训练数据X的投影向量和得分向量；

(三)计算所述训练数据X所对应的训练KLD成分；

计算所述训练数据X得分向量t_s所对应均值μ_s和方差λ_s；

利用滑动窗口求取得分向量t_s(h)的均值和方差，由公式(8)计算所述训练数据X第h个采样时刻处的训练KLD成分y_s(h)，公式(8)的表达式为：

式中，表示利用滑动窗口所求的得分向量t_s(h)均值，表示利用滑动窗口所求的得分向量t_s(h)方差；

(四)由训练KLD成分计算训练数据X的主成分空间统计量T²和残差空间统计量SPE，给定置信水平α，通过KDE方法计算主成分空间统计量T²所对应的控制限和残差空间统计量SPE所对应的控制限SPE_lim；

(五)采集化工过程故障工况下的实时数据作为测试数据x_new，利用训练数据X_o的均值和标准差对测试数据x_new进行归一化处理，得到归一化后的测试数据x_t；

(六)利用步骤(二)所得到的投影向量将测试数据x_t投影到低维空间，得到测试数据x_t所对应的得分向量；

(七)计算所述测试数据x_t所对应的在线KLD成分；

由步骤(三)得到所述训练数据X得分向量t_s所对应均值μ_s和方差λ_s；

利用滑动窗口求取得分向量t_t,s(h)的均值和方差，由公式(13)计算在第h个采样时刻处的在线KLDy_t,s(h)，公式(13)的表达式为：

式中，表示利用滑动窗口所求的得分向量t_t,s(h)均值，表示利用滑动窗口所求的得分向量t_t,s(h)方差；

(八)由在线KLD成分计算测试数据x_t的主成分空间统计量T_t²和残差空间统计量SPE_t；

(九)依据主成分空间统计量T_t²是否超出控制限和残差空间统计量SPE_t是否超出控制限SPE_lim，判断测试数据x_t是否发生故障。

2.如权利要求1所述的化工过程微小故障检测方法，其特征在于，所述步骤(一)中，利用训练数据X₀的均值和标准差通过公式(1)对训练数据X_o进行归一化处理，公式(1)的表达式为：

训练数据X₀经上述公式(1)归一化处理后即可获得归一化后的训练数据X。