[发明专利]一种复杂炼化过程自适应数据驱动故障诊断方法及装置

摘要

本发明涉及一种复杂炼化过程自适应数据驱动故障诊断方法及装置，该方法包括：建立引起故障的相关过程参数之间的关系图，并确定导致故障发生的过程参数；根据过程参数获取所有的过程参数的时间序列和故障的时间序列；判断过程参数的时间序列是否协方差平稳；如果过程参数的时间序列不是协方差平稳，则对过程参数的时间序列进行一阶差分处理；利用协方差平稳后的过程参数的时间序列和故障的时间序列构造回归方程，根据回归方程获得第一残差平方和和第二残差平方和；F检验；根据关系图寻找因果关系量值最大的路径；该路径的起始点对应过程参数的时间序列为故障的根原因，该路径的终点对应故障的时间序列；因果关系量值最大的路径为故障在系统中的传播路径。

主权项

一种复杂炼化过程自适应数据驱动故障诊断方法，其特征在于，该方法包括：建立引起故障的相关过程参数之间的故障关系图，并根据故障关系图确定导致故障发生的过程参数；获得发生报警的故障时间序列{y_t}；同时，在相同的时间段内，根据故障关系图确定m个过程参数并获取过程参数的时间序列{x_rt}；其中，x_rt表示第r个过程参数的时间序列中的第t个观测值，r的最大值为m；y_t表示故障时间序列中的第t个观测值；判断上述m个过程参数的时间序列{x_rt}是否协方差平稳；利用过程参数的时间序列的系数估计值α_i、协方差平稳的过程参数的时间序列{x_rt}及对应地故障时间序列{y_t}构造回归方程，根据回归方程获得第一残差平方和RSS_R和第二残差平方和RSS_UR；假设H₀:α_i＝0(i＝1,...,q)，在选定的显著性水平a上用检验表达式计算检验值F，判断检验值F是否超过临界F_a；如果检验值F不超过临界F_a，则H₀:α_i＝0(i＝1,...,q)成立，表明{x_rt}对应地过程参数不是{y_t}对应地故障的格兰杰原因；如果检验值F超过临界F_a，则H₀:α_i＝0(i＝1,...,q)不成立，表明{x_rt}对应地过程参数是{y_t}对应地故障的格兰杰原因；其因果关系量值由检验值F的对数表示；其中，所述检验表达式为：$F=\frac{\frac{{\mathrm{RSS}}_R-{\mathrm{RSS}}_{\mathrm{UR}}}{q}}{\frac{{\mathrm{RSS}}_{\mathrm{UR}}}{n-k}}$式中，n是样本容量；q是滞后项的个数；k为y_t对不包括过程参数的滞后项x_r(t‑i)做回归中待估参数的个数，i＝1，…，q；根据所述故障关系图寻找因果关系量值最大的路径；该路径的起始点对应过程参数为故障的根原因，该路径的终点对应故障；因果关系量值最大的路径为故障在系统中的传播路径。