[发明专利]自适应核主元分析的化工过程故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种自适应核主元分析的化工过程故障诊断方法，首先选择合适的核函数，然后求出核矩阵以及相应的协方差矩阵，对协方差矩阵进行分解求得特征值，根据特征值是否有零的情况设置不同的阈值，超出阈值的特征值被选择作为核主元模型，比较计算的统计量和控制限从而对故障的发生进行判断。另外，本发明提供的技术方案在基于阈值的核主元分析方法基础上加入适合长度的滑动窗口，使用阈值法自适应提取核主元模型，针对性处理每个滑动窗口之中的数据，诊断故障发生的原因，从而实现自适应针对性处理化工过程故障诊断。

主权项

1.一种自适应核主元分析的化工过程故障诊断方法，其特征在于，包括：获得非线性映射和特征空间的数据信息；对所述数据信息进行归一化处理，计算公式如下：其中，L、i和D分别为数据长度、数据位置和非线性映射函数；获得协方差矩阵，计算公式如下：其中，观测数据为X_i∈R^L，原始数据为X＝[x₁，x₂，...，x_L]；获得所述协方差矩阵对应的特征值和特征向量，计算公式如下：λV＝CV   (3)λ＜D(x_k)，V＞＝λ＜D(x_k)，CV＞，k＝1，2，…，L  (5)其中，λ为特征值，V为特征向量，而且特征值和特征向量满足λ≥0，V∈F≠{0}，＜.，.＞为点积；获得特征向量，计算公式如下：其中，α_i(i＝1，2，...，L)为相关性系数；分解在所述特征空间之中的协方差矩阵，计算公式如下：获取核函数k(x_i，x_j)和核矩阵K，计算公式如下：[K]_ij＝K_ij＝<D(x_i)，D(x_j)>   (8)获得所述特征空间，计算公式如下：K(x，y)＝<F(x)，F(y)>   (9)根据所述协方差矩阵获得如下公式：获得核矩阵计算公式如下：对所述协方差矩阵进行分解获得特征值；根据所述特征值是否有零的情况设置不同的阈值；选择大于阈值的特征值作为核主元分析模型；对获得的统计量和控制限进行比较，判断故障的发生以及获得故障发生的原因。