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1. 基于约翰逊转换的鲁棒化工过程监控方法

王骥柳楠胡明刚田文德

过程工程学报 2021, 21 (12): 1491-1502. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220340

摘要（203）

PDF （2151KB）（29）

化工厂中一个小故障可能导致大事故，从而造成生命财产损失和环境破坏。为了防止小故障演变成大事故，化学工业需要有效的过程监控来及时检测故障和诊断故障原因。传统化工过程监控方法主元分析法(Principal Component Analysis, PCA)假设数据服从高斯分布，实践中有时并不满足该条件。此外，其使用方差、协方差捕捉数据非线性变化时，鲁棒性较差。本工作提出一种改进的主元分析法—基于约翰逊转换的鲁棒过程监控方法。首先引入约翰逊正态转换(Johnson Transformation)使过程数据服从高斯分布；其次使用鲁棒性强的斯皮尔曼相关系数(Spearman Correlation Coefficient)矩阵代替传统主元分析法的协方差矩阵提取特征向量，构造特征空间；最后将过程数据投影到特征空间，使用T2和SPE统计量实施过程监控。将此方法应用于TE过程故障案例，并与PCA和核主元分析法(Kernel Principal Component Analysis, KPCA)对比，验证了此方法的有效性。