基于主元分析的传感器故障检测与诊断

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1、华北电力大学硕十学位论文摘要摘要基于主元分析(PCA)的故障诊断方法是故障诊断领域一个重要研究分支，本文首先介绍了主元分析的理论，然后讨论了火电厂过程控制的特点，在此基础上探讨总结了如何使用主元分析法对火电厂过程控制中的传感器进行故障监测与诊断。针对传统PCA故障诊断法的实际应用结果，本文分析了传统方法的缺陷，并得出改进方向，由此提出了一种适合于火电厂工况运行特点的基于子PCA模型的新的故障诊断方法，最后通过比较此法和传统方法的故障检测效果，证明了此法的有效性与先进性。本文的第二部分论述了传统PCA法处理非线性系统的实质缺陷，由此引入了两种处理非线性系统的PCA故障诊断法，并分别通过仿真说明

2、了这两种方法的有效性以及各自的特点。关键词：传感器，故障诊断，主元分析，非线性系统，PCAABSTRACTResearchoffaultdetectionbased-onprincipalcomponentanalysis(PCA)isoneoftheimportantbranchesinfaultdetectiondomain．Thisarticlefirstintroducedthetheoryofprincipalcomponentanalysis，andthenanalyzedthecharacteristicofthepowerplantprocesscontr01．Basedon

3、thischaracteristicthearticleanalyzedhowtousePCAtomonitoranddiagnosisthesensorsofthepowerplantprocess．UsethepracticalapplicationresultofthetraditionalPCA，thisarticlehasanalyzedtheflawoftraditionalmethodandtheimprovementdirection，andthenproposedanewstrategyforfaultisolation．Intheendusethecomparisonof

4、thismethodandthetraditionalmethodprovesthevalidityandadvanceofthenewmethod．Thesecondpartofthisarticlediscusstheflawofthetraditionalmethodwhenuseitmonitorthenonlinearsystem．ThenproposedtwomethodsbasedonPCAtomonitorthenonlinearsystemandusethesimulationtoprovethevalidityofthetwomethods，theendsummarize

5、thecharacteristicofthetwomethods．PanYusong(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProf．NiuYuguang．KEYWORDS：sensor,faultdetectionanddiagnosis，principalcomponentanalysis，nonlinearsystem，PCA声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于主元分析的传感器故障检测与诊断》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论

6、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：逸垒交垒日期：．21笠!：兰关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北克力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密

7、的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：—础导师签名：盟日期：丝』立y日期：乡‘‘弓-牛华北电力大学硕七学位论文1．1研究背景第一章绪论近几十年来，随着过程控制技术的迅速发展。现代工厂的自动化集成度有了很大的提高，利用分散控制系统以及先进的控制理论．过去许多由人工操作实现的常规控制过程现在可以在工业控制计算机的控制下自动进行，随着现代控制系统逐步趋向大型化、复杂化，系统中有大量的变量和回路需要监控，故障发生的