复杂工业过程的开工异常工况识别与控制器性能评价方法研究

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1、摘要复杂工业过程的开工异常工况识别与控制器性能评价方法研究摘要针对蒸汽裂解实验装置的开工过程具有间歇操作，变量间相关性高的特点，传统的故障识别方法无法有效处理这种具有较强动态特性的实际工业生产过程。本文提出利用主元分析，用少量主元反映多个动态变量的综合信息，并利用正交小波变换的多尺度时频分析提取主元中表征工况变化的频带特征，对频带特征进行模式归纳分类，进而识别工况。实验结果证实了所提出方法的可行性和有效性。针对所做控制回路优化整定工作进行有效性评定，本文以Harris提出的最小方差性能评价基准为基础，以炼油厂重整装置反应炉蒸汽压力控制回路为研究对象

2、，以广义最小方差性能评价指标的计算方法为分析工具，对蒸汽压力控制系统优化前后的控制器性能进行了评价、对比。实验验证了方法的有效性。在对开工过程进行异常工况识别以及控制器性能评价的研究中，都需要采集工业过程控制叫路及其相关性能指标的输入输出数据，依据OPC规范开发OPC客户端程序作为数据采集程序，从而可以实现从实际的控制系统中实时采集过程数据，通过采集的过程数据来进行故障识别以及控制器性能评价，使得系统应用软件之问可以灵活地进行信息交互，从而实北京化工大学硕士学位论文现了上层应用与控制系统的集成，也极大提高了控制系统的互操作性和适应性。关键词：开工异

3、常工况，主元分析，小波变换，最下方差控制，性能评价，C群，OPC本文受国家自然科学基金资助项目(60774080)资助ABSTRACTRESEARCHoNSTAR11-UPPRoCESSoFCoMPLEXINDUSTRIALPRoCESSESABNoRM睑LCoNDITIoNSIDENTIFICATIoNANDCoNTRoLLERPERFoRMANCEASSESSMENTThestart-upprocessofsteamcrackingpilotplanthavethe兜atureoftheintermittentoperationandhighc

4、orrelationofvariables，meanwhilethetraditionalfaultidentificationmethodscannoteffectivelydealwithsuchastrongdynamicfeatureoftheactualindustrialproductionprocess．ThispaperproposestousePCA，whichcanmakeprincipalcomponentswithasmallnumberofdynamicvariablesreflectthenumberofcomprehe

5、nsiveinformation，thenusethetime-frequencyanalysisofmulti—scaleoftheorthogonalwavelettransformtoextractthefeatureofthefrequencybandswhichperformancethechangeintheprincipalcomponentofthestatus，andthebandfeaturescategorizethemodel，futhermoreidentifythestatus．Theresearchresultshow

6、sthattheproposedmethodisfeasibleandeffective．Fortheassessmentofthevalidityoftheworkabouttheoptimizationofcontrollooptuning，basedonminimumvarianceperformanceassessmentbenchmarksproposedbyHarris，usingtherefineryreformerreactorsteampressurecontrolloopastheresearchobject，thispaper

7、introducesthemethodIll北京化工大学硕．J：学位论文ofthegeneralizedminimumvarianceassessment，andcmparestheperformanceofsteampressurecontrolsystembeforeandaftertheoptimization．Theresearchresultsshowthattheproposedmethodiseffective．Whenstudyingstart—upprocessabnormalconditionsidentificationand

8、controllerperformanceassessmentmethod，itisnecessarytorequirea