[发明专利]一种多变量化工过程的故障源和故障传播路径定位方法

摘要

本发明公开了一种多变量化工过程的故障源和故障传播路径定位方法，包括确定待监测化工过程的n个变量，并计算变量间的相关性系数；构建邻接矩阵和可达矩阵；识别源节点变量和末节点变量；删除可达矩阵的相关行和列输出源节点变量和源节点变量，确定故障源和故障传播路径。本发明包括利用所观察变量的相关性特征，构造元素为0和1的邻接矩阵，然后通过邻接矩阵的乘方获得变量间的相互关系信息，进而构造出可达矩阵，利用可达矩阵的行列信息能够快速清晰的定位出故障信号的源头。本发明可以滑动窗口的办法，对复杂化工过程进行在线分析，对过程无干扰，及时定位并预警，能显著降低大规模化工过程的维护和故障诊断成本，提升安全性和经济效益。

主权项

一种多变量化工过程的故障源和故障传播路径定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)确定待监测化工过程的n个变量，n为大于1的自然数，组成变量矩阵X＝[x1,x2,...,xn]，并计算xi和xj的相关性系数cij，其中i,j＝1,2,...,n；(2)根据置信大小，利用步骤(1)得到的相关性系数cij构建邻接矩阵A：其中元素aij为0或1；(3)利用步骤(2)中的邻接矩阵A构建可达矩阵R—；令p＝1，进入步骤(4)；(4)识别第p组源节点变量sp，源节点变量需要依次满足：(i)可达矩阵R—的第sp行含有值为1的元素；(ii)同时可达矩阵的第sp列的元素全部为0；sp为1～n中的一个或多个值；(5)识别第p组末节点变量kp，末节点变量需要依次满足：(i)可达矩阵R‑的第kp列含有值为1的元素；(ii)同时可达矩阵的第kp行的元素全部为0；kp为1～n中的一个或多个值；(6)识别得到第p组源节点变量sp和末节点变量kp，同时删除可达矩阵R‑的第sp行、第sp列、第kp行、第kp列：如果可达矩阵R‑中剩余元素不全为零，则令p＝p+1，返回步骤(4)；如果可达矩阵R‑中剩余元素为零，则输出第1～p组源节点变量和末节点变量，确定故障源和故障传播路径。