[发明专利]一种基于多向主元分析法的多阶段批次过程阶段划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多向主元分析法的多阶段批次过程阶段划分方法，属于间歇过程多变量监测与故障监测领域。

背景技术

间歇过程操作中各操作变量的相关关系并非随时间时刻变化，而是随着过程操作进程或者过程机理特性的变化发生而变化，多阶段是间歇过程的一个显著特点，了解间隙过程每个阶段的变量关系，有助于提高间隙过程的监测效率，增强诊断的可靠性。

目前针对带有阶段特性的批次过程的多变量过程阶段的划分方法主要有三种，第一种是依靠过程专家的经验对阶段进行辨识，不过显然，这种方法过于依赖于人，判断结果过于主观；第二种方法是通过某一关键过程变量的轨迹异常点来判断，但这种方法没有考虑过程的变量的相关性，阶段辨识比较粗糙；第三种方法是Sub-PCA法，它通过提取过程的时间片矩阵建模，按照建模后的每个时间片的负载矩阵来聚类分阶段，但是这种方法是提取过程每个时间片矩阵的相关性信息，忽略了每个时间片矩阵整个过程的动态变化信息，阶段划分结果比较片面。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种基于多向主元分析法的多阶段批次过程阶段划分方法，该方法提出一种无过程先验知识的过程阶段辨识方法，为多阶段批次过程的建模以及监测提供了新的途径。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种基于多向主元分析法的多阶段批次过程阶段划分方法，包括以下步骤得到，

1)模型数据采集

设一个间歇操作具有J个测量变量和K个采样点，则每一个测量批次可得到一个J×K的矩阵，重复I批次的测量步骤后，得到的数据可以表述为一个三维矩阵X(I×J×K)，其中测量变量为温度、速度、压力、行程等批次运行过程中可被测量的状态参数；

2)三维数据展开

将三维矩阵X按照采集批次方向展开，即将一个操作批次内的各采样点上的变量按照时间顺序排开得到二维矩阵显然矩阵为I行KJ列；

3)二维矩阵标准化

设二维矩阵内任意一点的变量为对该变量进行减均值、除方差的标准化处理，标准化处理的计算公式如下：

xijk=x~ijk-x‾jksjk;---(1)]]>

其中：是矩阵任一列的均值，s_jk是矩阵任一列的方差，

x‾jk=1IΣi=1Ix~ijk,]]>