主元分析及在故障传感器数据重构的应用

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1、分类号UDC密级学位论文主元分析及在故障传感器数据重构的应用作者姓名：何孝清指导教师：高立群教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2010年6月论文答辩日期：2010年7月学位授予日期：答懒厶捕：杨先江效授评阅人：夸浚奎教授井无讳教授东北大学2010年6月AThesisfortheDegreeofMasterinControlTheoryandControl1一●t；ngmeenngResearchofPrincipalComponentAnalysisanditsApplicationinDataReconstr

2、uctionofFaultSensorbyHeXiaoqingSupervisor：ProfessorGaoLiqunNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢：正思。学位论文作者签名：动无右淆日期：加厂汐，石学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有

3、权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。)学位论文作者签名：分瓦右淹导师签名：签字日期：加fo，石签字日期：≥巧uCo、gJ一II—东北大学硕士学位论文摘要主元分析方法的研究及在故障传感器数据重构方面的应用摘要随着各式各样的智能设备的不断涌现，系统的可靠性和安全性已成为保障经济效益和社会效益的一个关键因素。同时各种检测仪器或设备也越来越复杂，传感器作为这些设备或系统的重要信息来源，在整个控制过程或检测系统中有着举足轻重

4、的地位。在高度复杂的智能系统中，快速及时地检测系统中出现的各种故障，以减少系统不必要的损失，并降低设备磨损，已远非操作者人力所能及，这使得自动故障检测与诊断系统应运而生。故障诊断方法是基于多元统计过程控制，为故障诊断领域研究的一个重要分支。近年来，不同形式的主元分析方法，在各领域的故障诊断中得到了深入的研究和广泛的应用，并取得了很好的效果。本文对传统主元分析方法用于故障检测和诊断的理论基础进行了完整介绍；针对传统静态主元分析方法受量纲的影响及选取的主元代表性不强，本文介绍了相对主元分析方法，但由于相对主元分析方法只能够实现故障检测，无法对故障变量进行重构的缺陷，提出了一种基于相对主元

5、分析的数据重构及故障识别方法；传统主元分析法不能用来分析非线性系统，研究了核主元分析方法，针对核主元分析(KPCA)方法只能实现故障检测，但无法实现故障变量识别的问题，结合了一种在核主元分析中的对原始空间数据的重构方法以及基于该数据重构的KPCA故障变量识别方法；对故障诊断领域关心的几个关键问题进行了阐述。通过对连续退火机组带钢张力系统的传感器进行的仿真实验，给出了仿真实验结果。将相对主元分析方法与常规主元分析方法进行了故障检测比较，并将本文提到的重构方法进行了故障数据重构，验证了所提方法的有效性。关键词：数据重构；故障诊断；传感器；主元分析；相对主元分析；核主元分析；连续退火机组—

6、—III—-东北大学硕士学位论文摘要一Ⅳ一东北大学硕士学位论文ResearchofPrincipalComponentAnalysisanditsApplicationinDataReconstructionofFaultSensorAbstractWiththeincreasingspringupofallkindsofintelligentdevice，thereliabilityandsecurityofasysternhasbecomethekeyfactortoguaranteeeconomicbenefitandsocialbenefit．Atthesametime，va

7、riouskindsofdetectingstrumentsandequipmentsgointomoreandmorecomplicated．Sensor,asanimportantsourceofinformationforthesedevicesandsygems，playsanimportantrolethroughouttheentirecontroloperationanddetectingsystem．Inahi曲lysophisticate