基于数据驱动的过程参数报警阈值优化

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：型{垦日期：兰!兰!堕!盟关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部

2、或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在必解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：一塞!I一隼垦日期：堡f2，2墨：堑导师签名：每皇立日期：丛[星：兰二：兰竺翻抚响学位论文数据集中图分类号TP277学科分类号510．80论文编号1001020120773密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名刘恒学号2009000773获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码08110l课题来源自选项目研究方向过程性能监督与优化论文题目基于数据驱动的过程参数报警阈

3、值优化关键词过程报警，阈值，优化，核密度估计论文答辩日期2012．05．24枣论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师刘振娟研究员北京化工大学过程性能监督与优化评阅人1曹政才教授北京化工大学机器人自主控制评阅人2祝海江副教授北京化工大学信号处理及检测评阅人3评阅人4评阅人5徽员蝴李大字教授北京化工大学复杂系统建模与优化答辩委员1曹柳林教授北京化工大学工业建模与自适应控制答辩委员2靳其兵教授北京化工大学先进控制及工业应用答辩委员3楚纪正教授北京化工大学过程建模与仿真答辩委员4周靖林副教授北京化工大学随机分布控制及应用答辩委员5二．中图分类号在《中国图书资料分

4、类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要基于数据驱动的过程参数报警阈值优化目前工业过程报警系统往往存在着报警数量大、误报警或者无效报警多等问题。导致此问题的一个主要原因是参数报警阈值的不合理设置，如果报警阈值过大，就可能会漏掉某些重要的报警；反之，阈值太小则会引起过多的无效报警。为了提高过程报警系统的性能，需要对过程参数的报警阈值进行优化设置。论文首先阐述了国内外在报警管理系统优化和报警阈值设置方法上的相关研究成果，针对传统阈值方法存在的问题，同时考虑误报警和漏报警问题，基于数据

5、驱动技术，从优化的角度提出阈值设置的新方法。第一，基于历史数据，采用非参数统计中的核密度法估计过程参数的报警状态；第二，建立过程参数报警阈值的优化问题，以过程参数的报警阈值作为操纵变量，从最小化误报和漏报警概率的角度构造目标函数，并采用数值优化的方法求解出最优的报警阈值。论文选取TE过程和工业DMF回收过程作为实例研究，分别运用阈值设置的新方法和工程中常用的3仃法，比较两种方法下误报警和漏报警次数的变化情况，结果表明新方法能够有效地减少过程中的误报警和漏报警的总次数，减轻操作员的工作负担，提高系统的安全性与可靠性。T北京化工大学硕士学位论文最后，基于MATLAB的GUI开发出了一个阈值优化新

6、算法的用户应用界面，为方法的应用奠定了基础。关键词：过程报警，阈值，优化，核密度估计lIABSTRACTADATA．DIUVENAPPRoACHToPRoCESSALARMTHRESHOLDoPTIMIZATIoNCurrently,allintractableproblemofindustrialprocessalarmsystemsisacknowledgedasnumerousfalseornuisancealarmswhichpossiblyresultedfromunreasonableprocessalarmthresholds．Inthepresenceofhigheralar

7、mthresholdsassigned，somecriticalalarmscouldbemissed；onthecontrary,therewouldbemorenuisancealarmsinthecaseofloweralarmthresholds．Inordertoimprovetheperformanceofprocessalarmsystems，itisimperativetooptimizeth