基于小波去噪结合CVA-ICA的故障检测方法的研究 被引量：13

1

作者 李召 杨英华 李智辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第4期80-84,共5页

针对工业过程的故障诊断问题,文中提出了一种基于小波去噪结合规范变量分析与独立元分析(CVA-ICA)的故障检测方法。该方法首先利用小波变换对过程数据去噪,然后用CVA方法求出观测数据的规范变量,并且对规范变量进行ICA分解,最后运用和... 针对工业过程的故障诊断问题,文中提出了一种基于小波去噪结合规范变量分析与独立元分析(CVA-ICA)的故障检测方法。该方法首先利用小波变换对过程数据去噪,然后用CVA方法求出观测数据的规范变量,并且对规范变量进行ICA分解,最后运用和统计量判断工况是否正常。通过对Tennessee Eastman(TE)过程的仿真研究,验证了该方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 小波去噪 规范变量分析 独立元分析 故障检测

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基于CVA-ICA的机械故障源动态盲分离方法 被引量：9

2

作者 李志农 张芬 肖尧先 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期24-29,共6页

动态盲源分离问题是多故障源盲分离的一个热点。传统的机械故障源分离方法要求满足统计特征保持稳定,且混合系统保持不变等假设,而忽略了时序信息。针对此不足,结合规范变量分析(Canonical variate analysis,CVA)和独立分量分析(Indepen... 动态盲源分离问题是多故障源盲分离的一个热点。传统的机械故障源分离方法要求满足统计特征保持稳定,且混合系统保持不变等假设,而忽略了时序信息。针对此不足,结合规范变量分析(Canonical variate analysis,CVA)和独立分量分析(Independent component analysis,ICA),提出一种基于CVA-ICA的机械多故障源动态盲分离方法。该方法的基本思想是将源信号看成状态空间的状态变量,观测信号看成状态空间的输出变量,从而将动态混合盲源分离问题转化为状态空间盲源分离问题,利用规范变量分析作为降维工具来构造状态空间,再利用传统的ICA算法对规范的观测信号进行盲源分离。仿真研究表明,在处理动态混合的盲分离中,提出的方法明显优于静态ICA方法,取得了满意的分离效果。将该方法应用到滚动轴承内圈和滚动体的故障盲分离中,试验结果进一步验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 规范变量分析 动态盲源分离 故障诊断 独立分量分析

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基于规范变量分析的动态多变量过程故障诊断 被引量：5

3

作者 卢娟 刘飞 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第8期984-986,993,共4页

主元分析法(PCA)和部分最小二乘法(PLS)是目前应用较普遍的故障检测方法,但是这两种方法都不能解决变量中存在自相关的问题,而化工过程测量变量之间往往存在互相关和强自相关;规范变量分析(CVA)法能有效地解决上述问题,应用于过程故障... 主元分析法(PCA)和部分最小二乘法(PLS)是目前应用较普遍的故障检测方法,但是这两种方法都不能解决变量中存在自相关的问题,而化工过程测量变量之间往往存在互相关和强自相关;规范变量分析(CVA)法能有效地解决上述问题,应用于过程故障检测的效果明显优于PCA和PLS;但目前的研究大都限于故障检测上,在此基础上进行故障诊断的研究很少,因此提出了结合CVA统计模型和SPE统计量,再利用贡献图的方法,实现对Tennessee—Eastman过程的故障诊断;仿真结果表明了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 规范变量分析 SPE统计量 故障诊断 TE过程

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基于岭回归改进规范变量分析的微震事件实时判识

4

作者 程健 石林松 +2 位作者 骆意 周天白 杨凌凯 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期92-98,共7页

微震事件判识是煤矿微震监测的基础。现有的微震监测技术大多基于单物理量变化规律而开发,在处理含有大量噪声和干扰信号的煤矿微震数据时易产生误判情况。针对该问题,基于岭回归算法改进规范变量分析(CVA)的损失函数,实现稀疏化建模,... 微震事件判识是煤矿微震监测的基础。现有的微震监测技术大多基于单物理量变化规律而开发,在处理含有大量噪声和干扰信号的煤矿微震数据时易产生误判情况。针对该问题,基于岭回归算法改进规范变量分析(CVA)的损失函数,实现稀疏化建模,以提升模型泛化能力。采用岭回归改进CVA对多通道煤矿微震监测数据进行融合分析,进而实时判识复杂微震监测数据状态。采用模拟数据和实际煤矿微震监测数据对岭回归改进CVA进行实验验证。在基于模拟数据的实验中,随着噪声方差由5×10^(−6)增大至5×10^(−2),岭回归改进CVA的判识准确率较CVA提升了0.6%~5.4%,误报率和漏报率之和较CVA下降4.8%~17.3%。在基于实际微震监测数据的实验中,岭回归改进CVA对20个通道的微震监测数据融合分析结果能够反映出微震信号处于波动状态,验证了该方法具备微震事件实时判识能力,平均判识准确率为97.14%,较CVA高2.39%,误报率与漏报率之和为31.06%,较CVA降低0.07%,错误率为2.86%,较CVA降低2.4%。 展开更多

关键词 微震监测 微震事件判识 多通道融合分析 规范变量分析 稀疏化建模

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基于规范变量分析的子空间辨识方法及应用 被引量：3

5

作者 卢娟 刘飞 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期54-56,60,共4页

深入研究和推广了一种基于规范变量分析(CVA)的子空间辨识方法,并引入一种新的Akaike信息判据来获得系统阶次,求解过程简单,结果精确。由于此法直接由数据确定系统状态,避免了预先参数化;在计算上,主要依赖于奇异值分解(SVD),也不会遇... 深入研究和推广了一种基于规范变量分析(CVA)的子空间辨识方法,并引入一种新的Akaike信息判据来获得系统阶次,求解过程简单,结果精确。由于此法直接由数据确定系统状态,避免了预先参数化;在计算上,主要依赖于奇异值分解(SVD),也不会遇到与传统方法有关的数值困难。仿真研究结果表明,引入新的系统阶次求解方法后能很精确地辨识出系统模型,具有十分广阔的应用前景。 展开更多

关键词 规范变量分析 子空间辨识 奇异值分解 Akaike信息判据

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近红外透射光谱结合规范变量分析用于化学模式分类 被引量：3

6

作者 成忠 诸爱士 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期624-628,共5页

应用近红外透射光谱,实施规范变量提取-线性判别分析(CVA-LDA)技术,对其分属不同药物剂量类型进行鉴别。针对药物近红外透射光谱频道变量个数多,彼此间存在严重的复共线性,富有冗余信息,样本类(模式)内的离散度矩阵为奇异,由传统CVA方... 应用近红外透射光谱,实施规范变量提取-线性判别分析(CVA-LDA)技术,对其分属不同药物剂量类型进行鉴别。针对药物近红外透射光谱频道变量个数多,彼此间存在严重的复共线性,富有冗余信息,样本类(模式)内的离散度矩阵为奇异,由传统CVA方法提取规范变量的计算不稳健,提出了改进的规范变量分析ICVA方法。它通过嵌入偏最小二乘(PLS)算法,完成规范权矢量的稳健估计,进而用于提取出若干个规范变量。而后,基于规范变量张成的低维空间,构造样本类别的线性判别函数,负责各样本个体类别的判定。实验结果表明,改进的ICVA-LDA方法,克服了LDA对高维小样本数据建模的局限性,模型的判别能力明显优于其他方法。 展开更多

关键词 规范变量分析 线性判别分析 偏最小二乘 模式分类 近红外透射光谱

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基于递推规范变量分析的时变过程故障检测 被引量：4

7

作者 商亮亮 刘建昌 +1 位作者 谭树彬 王国柱 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1673-1676,1682,共5页

由于规范变量分析(CVA)不适应过程的时变特性,容易把正常的过程改变识别为故障.因此,针对时变过程提出一种故障检测方法是十分必要的.采用指数权重滑动平均来更新过去观测矢量的协方差矩阵.递推CVA有较高的计算负荷是需要解决的关键问题... 由于规范变量分析(CVA)不适应过程的时变特性,容易把正常的过程改变识别为故障.因此,针对时变过程提出一种故障检测方法是十分必要的.采用指数权重滑动平均来更新过去观测矢量的协方差矩阵.递推CVA有较高的计算负荷是需要解决的关键问题.通过引入一阶干扰理论来递推更新Hankel矩阵的奇异值分解(SVD).与普通奇异值分解相比,显著降低了递推算法的计算负荷.将提出的基于一阶干扰理论的递推规范变量分析(RCVA-FOP)应用于田纳西伊斯曼化工过程中.仿真结果表明,所提出方法不仅能有效适应过程的时变特性,而且可以有效检测到两种类型的故障. 展开更多

关键词 一阶干扰理论 规范变量分析 时变过程 故障检测

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滚动轴承的状态监测与性能退化评估 被引量：4

8

作者 王宝祥 潘宏侠 杨卫 《中国工程机械学报》 北大核心 2017年第1期72-76,共5页

提出一种基于规范变量分析的滚动轴承性能退化评估方法,用于解决轴承的健康监测与故障预防问题.首先,从健康状态的轴承振动数据中提取有效特征指标,建立参考模型,确定安全阈值;其次,对未知变量的特征指标进行规范变量分析,得到状态空间... 提出一种基于规范变量分析的滚动轴承性能退化评估方法,用于解决轴承的健康监测与故障预防问题.首先,从健康状态的轴承振动数据中提取有效特征指标,建立参考模型,确定安全阈值;其次,对未知变量的特征指标进行规范变量分析,得到状态空间和残差空间;然后,采用T2和Q统计来分别度量两种空间中信息的变化量,用于反映滚动轴承的退化特性;最后,通过轴承加速寿命测试试验验证了该方法的有效性.与现有方法相比,该方法对滚动轴承的退化趋势更加敏感. 展开更多

关键词 规范变量分析 退化评估 状态监测 状态空间 残差空间 特征提取

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基于CVA的换流阀冷却系统故障诊断技术研究

9

作者 禹晋云 乔柱桥 +3 位作者 王玉俊 王沛渊 梅红伟 王黎明 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期32-39,共8页

针对换流站阀冷系统运行过程中监测变量的复杂性,缺乏全面的故障诊断手段,基于规范变量分析(CVA)实现了阀冷系统故障诊断,并根据贡献图准确定位故障原因。首先,建立了阀冷系统数据驱动的故障诊断模型,提取了阀冷系统运行参数,确定了CVA... 针对换流站阀冷系统运行过程中监测变量的复杂性,缺乏全面的故障诊断手段,基于规范变量分析(CVA)实现了阀冷系统故障诊断,并根据贡献图准确定位故障原因。首先,建立了阀冷系统数据驱动的故障诊断模型,提取了阀冷系统运行参数,确定了CVA算法的参量。其次,基于该算法,通过对阀冷系统典型故障案例分析验证了模型的准确性,结果表明算法可以快速判断系统异常并优于主元分析算法,实现故障预警。最后,基于贡献图分析,计算了不同参数的贡献率,精确定位故障数据位置。通过对换流站运行数据进行试验诊断,发现CVA算法能够有效地提取故障特征并诊断故障,研究结果可为现场阀冷系统运维提供有效支撑。 展开更多

关键词 换流阀冷却系统 规范变量分析 数据驱动 故障诊断

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基于自适应高效递推规范变量分析的多模过程软传感器建模 被引量：4

10

作者 商亮亮 刘建昌 +2 位作者 谭树彬 王国柱 于淼 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期380-386,共7页

由于多模过程中各模式间的均值和协方差发生了改变,多变量单模高斯分布的基本假设不再成立.基于递推方法的多模过程软传感器建模存在两点问题:其一,递推建模方法不能及时的跟踪多模过程的改变;其二,递推建模方法的在线计算负荷非常高.... 由于多模过程中各模式间的均值和协方差发生了改变,多变量单模高斯分布的基本假设不再成立.基于递推方法的多模过程软传感器建模存在两点问题:其一,递推建模方法不能及时的跟踪多模过程的改变;其二,递推建模方法的在线计算负荷非常高.为了解决上述问题,本文提出了一种基于自适应高效递推规范变量分析的多模过程软传感器建模方法.首先,采用指数权重滑动平均来更新过去观测矢量的协方差矩阵;然后,利用基于模型输出误差范数的可变遗忘因子来跟踪多模过程的动态变化;最后,通过引入一阶干扰理论(firstorder perturbation,FOP)来实现递推奇异值分解,与常规奇异值分解相比递推奇异值算法的计算负荷显著降低.将提出的方法用于田纳西伊斯曼(tennessee eastman,TE)化工过程进行仿真验证,其结果表明了该方法的可行性和精确性. 展开更多

关键词 一阶干扰理论 多模过程 规范变量分析 可变遗忘因子 软传感器

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基于CVA-ICA与CSM的故障诊断方法 被引量：3

11

作者 杨英华 李召 +1 位作者 陈永禄 陈晓波 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1685-1689,共5页

针对工业过程的故障诊断问题,提出了一种基于规范变量分析与独立元分析(CVA-ICA)的动态过程故障检测方法,在此基础上,结合连续字符串匹配(CSM)算法,提出了一种改进的基于完备故障库的故障诊断算法.该算法首先用CVA方法求出观测数据的规... 针对工业过程的故障诊断问题,提出了一种基于规范变量分析与独立元分析(CVA-ICA)的动态过程故障检测方法,在此基础上,结合连续字符串匹配(CSM)算法,提出了一种改进的基于完备故障库的故障诊断算法.该算法首先用CVA方法求出观测数据的规范变量,然后对规范变量进行ICA分解,最后运用CSM算法对ICA分解后的数据进行故障诊断.通过对TE过程的仿真研究,验证了所提出的改进算法的可行性与有效性. 展开更多

关键词 规范变量分析 独立元分析 连续字符串匹配 故障诊断 TE过程

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基于规范变量分析的化工单元多变量统计监控 被引量：1

12

作者 卢娟 刘飞 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期247-250,共4页

化工生产过程往往含有大量的过程变量,且过程多处于闭环控制作用下,产生的测量数据常常存在互相关和自相关。规范变量分析(CVA)通过最大化两个变量集间的相关度,实现对高维数据的降维,并得到一组最大限度地解释变量集中信息的规范变量,... 化工生产过程往往含有大量的过程变量,且过程多处于闭环控制作用下,产生的测量数据常常存在互相关和自相关。规范变量分析(CVA)通过最大化两个变量集间的相关度,实现对高维数据的降维,并得到一组最大限度地解释变量集中信息的规范变量,很好地解决了上述问题。本文介绍一种基于CVA的过程监控方法,并将此方法应用于一实际化工单元的过程监控,利用控制图,及时准确地检测到过程故障,表明了基于CVA的监控方法的有效性。 展开更多

关键词 规范变量分析 多变量统计过程监控 广义奇异值分解 化工过程

原文传递

统计时频谱驱动的高速自动机损伤预示方法

13

作者 王宝祥 潘宏侠 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期552-557,624,625,共8页

提出一种统计时频谱驱动的高速自动机损伤预示方法,利用瞬态冲击信号的时频分布变化检测瞬时冲击类故障。首先,从高速自动机服役性能跟踪试验中收集瞬态冲击信号;其次,计算瞬时频率特征用于表征非平稳瞬态冲击信号的演化过程;然后,建立... 提出一种统计时频谱驱动的高速自动机损伤预示方法,利用瞬态冲击信号的时频分布变化检测瞬时冲击类故障。首先,从高速自动机服役性能跟踪试验中收集瞬态冲击信号;其次,计算瞬时频率特征用于表征非平稳瞬态冲击信号的演化过程;然后,建立瞬时频率特征的规范变量分析模型,提取瞬时频率间的最大相关信息,减少瞬态冲击信号间的信息歧义;最后,基于核密度估计方法确定健康状态阈值,对高速自动机的瞬时冲击响应信号进行监测。对某12.7 mm高速自动机的不同缺陷状态进行监测,验证了上述方法对瞬时冲击故障预示的有效性。 展开更多

关键词 时频分析 瞬时频率 规范变量分析 损伤预示 高速自动机

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基于核规范变量分析的非线性故障诊断方法 被引量：5

14

作者 邓晓刚 田学民 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1109-1113,共5页

提出一种基于核规范变量分析(KCVA)的非线性过程故障诊断方法.该方法使用核函数完成非线性空间到高维线性空间的映射,避免了高维空间中的数据处理和非线性映射函数的使用.在线性空间中使用规范变量分析(CVA)来辨识状态空间模型,从数据... 提出一种基于核规范变量分析(KCVA)的非线性过程故障诊断方法.该方法使用核函数完成非线性空间到高维线性空间的映射,避免了高维空间中的数据处理和非线性映射函数的使用.在线性空间中使用规范变量分析(CVA)来辨识状态空间模型,从数据中提取状态信息.3个监测量(Tr2,T2s,Q)用来进行故障检测,同时使用贡献图分离故障变量,并判断故障原因.在CSTR系统上的仿真结果表明,KCVA方法比主元分析法(PCA)和CVA方法能更灵敏地检测到故障的发生,更有效地监控过程变化. 展开更多

关键词 核规范变量分析 故障诊断 贡献图 非线性过程

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基于鲁棒规范变量分析的故障诊断方法 被引量：5

15

作者 邓晓刚 田学民 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期415-419,共5页

针对工业过程的建模数据中含有离群点的情况,提出一种基于鲁棒规范变量分析(CVA)的故障诊断方法.该方法使用相关系数的鲁棒估计代替传统的相关系数,通过基于粒子群算法的投影寻踪技术计算最大化鲁棒相关系数的规范变量,从而建立统计模... 针对工业过程的建模数据中含有离群点的情况,提出一种基于鲁棒规范变量分析(CVA)的故障诊断方法.该方法使用相关系数的鲁棒估计代替传统的相关系数,通过基于粒子群算法的投影寻踪技术计算最大化鲁棒相关系数的规范变量,从而建立统计模型并监控统计量检测过程的变化.连续搅拌反应器(CSTR)系统的仿真结果说明,鲁棒规范变量分析方法能在含离群点数据的基础上建立准确的统计模型,比规范变量分析更有效地监控过程变化. 展开更多

关键词 故障诊断 离群点 鲁棒规范变量分析 粒子群优化算法 投影寻踪技术

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基于核状态空间ICA的非线性动态过程故障检测方法 被引量：2

16

作者 蔡连芳 田学民 张妮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期971-976,共6页

针对工业过程的非线性和动态特性,提出一种基于核状态空间独立元分析的故障检测方法.采用核规范变量分析法将非线性动态过程数据映射到核状态空间,得到去相关的状态数据.对状态数据的各时延协方差矩阵进行加权求和得到状态数据的时序结... 针对工业过程的非线性和动态特性,提出一种基于核状态空间独立元分析的故障检测方法.采用核规范变量分析法将非线性动态过程数据映射到核状态空间,得到去相关的状态数据.对状态数据的各时延协方差矩阵进行加权求和得到状态数据的时序结构矩阵,进而建立ICA统计模型,从状态数据中提取独立元特征数据,并构造监控统计量检测过程故障.在Tennessee Eastman过程上的故障检测结果表明,相比于传统的基于动态核主元分析的故障检测方法,该方法更加灵敏地检测到故障的发生,提高故障检测率. 展开更多

关键词 故障检测 非线性 动态特性 核规范变量分析 独立元分析 故障检测率

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基于规范变量分析(CVA)的动态数据协调技术

17

作者 唐苏琼 杨马英 《石油化工自动化》 CAS 2008年第1期35-38,共4页

提出利用规范变量分析(CVA)结合空间冗余信息的动态数据协调方法,该方法充分利用了数据的时间冗余信息。CVA方法能快速准确地辨识出MIMO状态空间模型,基于CVA的动态数据协调较其他方法有更好的协调结果。TE过程仿真结果验证了该方法的... 提出利用规范变量分析(CVA)结合空间冗余信息的动态数据协调方法,该方法充分利用了数据的时间冗余信息。CVA方法能快速准确地辨识出MIMO状态空间模型,基于CVA的动态数据协调较其他方法有更好的协调结果。TE过程仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 基于规范变量分析 动态数据协调 TE过程

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基于分数阶傅里叶变换与卷积神经网络的工业过程故障检测

18

作者 李元 辛梦媛 《电子测量技术》 北大核心 2024年第2期1-8,共8页

基于传统数据驱动的过程故障检测存在忽略正常数据与故障数据之间微小差异和检测不灵敏问题,本文提出了一种基于FRFT和CNN结合的故障检测方法。从放大正常数据与故障数据之间的微小差异方面入手,一则利用CVDA构造残差矩阵用于数据监测,... 基于传统数据驱动的过程故障检测存在忽略正常数据与故障数据之间微小差异和检测不灵敏问题,本文提出了一种基于FRFT和CNN结合的故障检测方法。从放大正常数据与故障数据之间的微小差异方面入手,一则利用CVDA构造残差矩阵用于数据监测,增强灵敏度;二则利用FRFT对数据进行变换,将一些幅值低,易被噪声掩盖的故障从时域转换为频域,尽可能放大其特征,使其易检测。最后利用CNN对处理完的数据进行检测,解决了忽略微小差异和检测灵敏度低的问题,通过TE过程进行实验验证,在故障检测率方面得到提高,表明所提方法的有效性。 展开更多

关键词 规范残差变量分析 分数阶傅里叶 卷积神经网络 故障检测

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基于分时段规范变量残差分析的高速自动机动态特性监测 被引量：3

19

作者 王宝祥 潘宏侠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期90-96,共7页

针对高速自动机运动形态的多行程特点,提出一种分时段规范变量残差分析(Phase-partitioned Canonical Variate Dissimilarity Analysis,PCVDA)方法用于高速自动机的动态特性监测。通过建立整个行程与短时瞬态冲击信号的对应关系,将冲击... 针对高速自动机运动形态的多行程特点,提出一种分时段规范变量残差分析(Phase-partitioned Canonical Variate Dissimilarity Analysis,PCVDA)方法用于高速自动机的动态特性监测。通过建立整个行程与短时瞬态冲击信号的对应关系,将冲击信号划分为多个时段;采用正弦波辅助经验模态分解(Sinusoid-assisted Empirical Mode Decomposition,SEMD)将每个时段的冲击信号分解为高频和低频成分,分别计算两种成分的过去和未来数据的规范变量的残差,建立基于高低频成分的PCVDA模型监测高速自动机在不同时段的动态特性。对某12.7 mm高速自动机的监测结果验证了PCVDA模型的有效性。 展开更多

关键词 时段划分 规范变量残差分析 正弦辅助经验模态分解 动态监测 高速自动机

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