基于支持向量机的田纳西化工过程故障诊断研究

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1、＇单位代码：１０１６７：分类编号Ｉ学号：２０１３０８０００３密级；ｊｊ鄉藻欠举硕±学位论文－＠－乂■－一论文题目：基于支持向量机的田纳西化工过程故障诊断研究ａｃｈｎｅ－ｕＳｔｕｄｏｎＳｕｐｐｏｒｔＶｅｃｔｏｒＭｉＢａｓｅｄＦａｌｔｙＤｉａｇｎｏｓｉｓｉｎＴｅｎｎｅｓｓｅｅＥａｓｔｍａｎＰｒｏｃｅｓｓ作者姓名：高欣指导教师：尹巧教授：控制理论与控制工程专业名称硏究方向：智能控制与滤波学院年级：工学晓２０１３级完成

2、日期：２０１６年６月潮海大学研究生学院原钥性声明本人郑重承诺；所呈交的硕±学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研巧成果．尽我所知，除了文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研巧成果．对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中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．论文作者签名：壽狀２〇（《／〇日期：年６月日关于论文使用巧权的说明学位论文作者完全了解潮海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻

3、读学位期间进行论文工作的知识产权单位属于潮海大学．潮海大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，化许学位论文被查阅和借阅．本文作者授权潮海大学可公布学位论文的全部或部分内容，可レッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可Ｗ采用影印、缩印、扫描或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后遵守此规定）．太保密□，在年解密后适用本授权书．■旅斗＊／＂不保密因用本授权书．Ｖ＂（请在□内巧）论文作者签名；＾种＾指导教师签名：豕坤日期：

4、１０［＆年６月的日日期：年６月日基于支持向量机的田纳西化工过程故障诊断研究[摘要]随着计算机技术的发展以及自动化技术在工业生产过程中的应用，现代化生产过程日益复杂化，一旦发生异常状况不能及时处理，不仅会造成系统性能变差、经济上的巨大损失，还可能引起严重的灾难。因此，为保证生产过程的安全可靠，故障诊断技术是必不可少的。对于较难进行机理建模的复杂工业过程，根据现场获得的数据来进行故障诊断是一个重要的研究领域。支持向量机（SupportVectorMachine，SVM）方法具有较强的推广能力，还具有能实现非线性映

5、射、鲁棒性强、避免局部最优、限制过学习、操作易实现等优点，因此，在故障诊断方面具有独特的优越性。本论文主要进行基于SVM的田纳西--伊斯曼（TennesseeEastman,TE）过程故障诊断方法的研究，它是一个著名的工业基准过程，并且在最后提出了一种改进的基于SVM的TE过程故障诊断方法。文中的主要工作为：1．首先研究了基于SVM的TE过程故障诊断方法，并与基于偏最小二乘法（PartialLeastSquares,PLS）的故障诊断方法进行对比分析。2．针对基于一般SVM的TE过程检测方案的存储量大、计算量大及运

6、行时间长等不足，我首先研究了将粒子群算法（ParticleSwarmOptimization，PSO）、遗传算法（Geneticalgorithm，GA）、网格寻优法（Gridsearch，GS）应用到SVM分类器中时，SVM分类器的诊断性能变化情况。随后又研究了对原始数据进行预处理，即进行归一化处理及采用主元分析法（Principalcomponentanalysis,PCA）进行数据降维时，SVM分类器对TE过程进行故障诊断效果的变化情况。从而提出了整合了GS-PCA的基于SVM的TE过程故障诊断方法，和其他基

7、于SVM的诊断方案相比，通过仿真实验可得该方法在分类准确度和运行效率上都有很强的优势。[关键词]：故障诊断；田纳西--伊斯曼过程；支持向量机；主元分析法；网格寻优STUDYONSUPPORTVRCTORMACHINE-BASEDFAULTDIAGNOSISINTENNESSEEEASTMANPROCESSABSTRACTWiththedevelopmentofcomputertechnologyandtheapplicationofautomationtechnologyintheprocessofindustri

8、alproduction,thecomplexityoftechnicalprocessesarecontinuouslygrowing.Oncetheabnormalsituationisnottimelytreated,notonlyperformancedegradation,economiclosswillbecausedbutalsoserious