[发明专利]一种基于在线采样数据驱动的精馏过程实时监测方法

权利要求书

1.一种基于在线采样数据驱动的精馏过程实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：利用精馏塔设备所安装的测量仪表，在精馏塔正常运行状态时采集N个样本数据x₁，x₂，…，x_N，其中第i个采样时刻的样本数据x_i∈R^m×1由m个采样数据组成，具体包括：塔釜液位、塔釜压力，塔釜底部产品流量，进料流量，进料温度，顶部回流流量，冷凝器液位，和各塔板层的温度，R^m×1表示m×1维的实数向量，i∈{1，2，…，N}；

步骤(2)：对N个样本数据x₁，x₂，…，x_N实施标准化处理，得到N个m×1维的数据向量并将其组建成矩阵后计算基矩阵C＝(XX^T)^-1/2，其中，上标号T表示矩阵或向量的转置；

步骤(3)：在最新采样时刻t，利用精馏塔设备所安装的测量仪表测量得到由m个采样数据组成的数据向量x_t∈R^m×1，并对其实施与步骤(2)中相同的标准化处理，得到新数据向量

步骤(4)：根据公式计算矩阵G后，再求解G最大特征值所对应的特征向量p∈R^m×1；

步骤(5)：根据公式w＝Cp计算投影变换向量w∈R^m×1后，再计算监测指标向量D＝diag{X^Tww^TX}，并确定出D中的最大值D_max；

步骤(6)：根据公式计算监测指标D_t，并判断是否满足D_t≤D_max？若是，则当前采样时刻精馏塔运行正常，返回步骤(3)继续实施对下一最新采样时刻样本数据的运行状态监测；若否，则执行步骤(7)从而决策是否识别出现故障；

步骤(7)：返回步骤(3)继续实施对下一最新采样时刻样本数据的运行状态监测，若连续3个采样时刻的监测指标都不满足步骤(6)中的判断条件，则精馏塔进入故障工况并触发故障报警；否则，返回步骤(3)继续实施对下一最新采样时刻的运行状态监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于在线采样数据驱动的精馏过程实时监测方法，其特征在于，所述步骤(4)中求矩阵G最大特征值所对应的特征向量的具体实施过程如下所示：

步骤(4.1)：初始化特征向量p为任意m×1维的实数向量；

步骤(4.2)：根据公式p＝Gp更新特征向量p后，对其进行归一化处理p＝p/||p||，其中||p||表示计算特征向量p的长度；

步骤(4.3)：判断特征向量p是否收敛；若是，则得到G最大特征值所对应的特征向量p∈R^m×1；若否，则返回步骤(4.2)。