试析基于plsstatis方法的间歇过程统计性能监控研究

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1、洳≥：j～硕士学位论文⑧基于PLS／STATIS方法的间歇过程统计性能监控研究董胜利导师王树青教授专业控制理论与控制工程浙江大学先进控制研究所二零零六年一月浙江大学硕士学位论文摘要保证生产安全和产品质量一直是工业生产过程的两大追求目标。在：l=业生产过程中，对过程实施性能监控，及时有效地发现和修复过程故障，提高产品质量‘致性，是进行工业过程监控的目的利动机。间歇过程是现代流程工业中～种重要的生产方式，由于其本身的灵活性，广泛应用于精细化工、食品、制药等工业。间歇过程统计性能监控基于历史数据，离线建立统计监控模型并用于在线性能监控和故障诊断。由于间歇过程统计性能监控研

2、究不需过程精确的解析模型，所获得理论成果和方法能够较快的应用于实际工业生产过程中，已成为过程控制领域的研究热点之一。本文的主要内容包括：1．综述了流程工业过程监控的目的、必要性以及过程监控的主要方法。阐述了多变量统计过程性能监控的历史、现状。概括了本文的主要研究工作。2．介绍了统计性能监控的理论基础和基本方法，给出了间歇过程统计性能监控的一般框架。3．提出了一种基于鲁棒PLS的间歇生产过程统计性能监控方法。用于解决历史数据存在离群点时的间歇过程统计性能建模问题。SBR间歇聚合反应过程应用表明：当建模数据存在离群点影响时，鲁棒MPLS仍能给出正确的监控结果。克服了传统

3、MPLS鲁棒性的不足，保证统计监控模型不过分依赖建模数据，有效减轻了模型对数据的要求。4，提出了一种基于STATIS方法的间歇生产过程统计性能监控方法。间歇过程是一种不连续的生产过程，生产周期不尽一致，每个批次的长度不尽相同。三维数据处理方法STATIS不需要特殊的数据预处理和数据规整，可以直接处理间歇过程数据，降低了建模计算的复杂度。DuPont间歇聚合反应过程应用表明，和多向主元分析MPCA相比，该方法还具有一定的鲁棒性。在全文研究的基础上，提出了有待迸一步研究的课题和今后研究工作的重点。关键词：间歇过程统计性能监控部分最小二乘STATIS浙江大学硕士学位论文A

4、BSTRACTSThesafetyofproductionprocedureandconsistencyofproductqualityarealwaystwogoaisoftheprocessindustry．Itisonlytimelyandeffectivelyfindingandrestoringfaultinprocessthatcancreateconditionsforprovidingproductswithgoodperformanceandconsistentquality，whichisalsotheobjectandmotivationofp

5、rocessmonitoring．Batchprocessesplayimportantroleinprocessindustry．Duetotheflexibility,batchprocessesarewidelyusedinfineindustry,foodindustryandpharmaceuticals．Basedonhistoricaloperationdata，batchSMPC(statisticalperformancemonitoring&contr01)establishesmonitoringandfaultdiagnosismodelso

6、ff-lineandappliesthemintheon—linemonitoringofbatchprocessoperation．BecausebatchSMPCdosellOtneedtheaccuratemodehoftheprocessesandthetheoryandmethodsgainedfi-omresearchworkcanbequicklyused，ithasbecomeoneofthemostactiveresearchareasinprocessindustry．Themainresearchworksareasfollows：1．Asur

7、veyoftheaim,theneedandthemainmethodsoftheprocessmonitoring．ThehistoryandstatusofMSPCarealsointroduc甜．2．Thebasictheoryandmethodsofstatisticalperformancemonitoringareintroducedandabasicframeworkforstatisticalperformancemonitoringofbatchprocessesisgiven．3．Amethodforstatisticalperformanc