1.一種核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于包括以下步驟:
采集各類故障數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù);
進行離線建模,根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)獲取KICA監(jiān)控模型,訓(xùn)練KFME故障診斷模型;
在線監(jiān)測,利用KICA監(jiān)控模型進行實時在線監(jiān)測,采集過程數(shù)據(jù);
如果監(jiān)測到故障,則通過KFME監(jiān)控模型進行故障識別;
如果識別出故障,則一次故障監(jiān)測過程結(jié)束;
如果沒有識別出故障,則分析未診斷出的故障數(shù)據(jù)并進行標(biāo)記,轉(zhuǎn)至訓(xùn)練KFME故障診斷模型步驟。
2.按權(quán)利要求1所述的核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)獲取KICA監(jiān)控模型,訓(xùn)練KFME故障診斷模型包括以下步驟:
1)對收集到的故障狀態(tài)下的故障數(shù)據(jù)和正常狀態(tài)下的正常數(shù)據(jù)進行中心化和標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到原始數(shù)據(jù);
2)將上述原始數(shù)據(jù)映射到特征空間,將特征空間原始數(shù)據(jù)中的正常數(shù)據(jù)做為樣本數(shù)據(jù);
3)利用樣本數(shù)據(jù)通過核獨立元方法的基本原理建立KICA模型;
4)映射到特征空間的樣本數(shù)據(jù)經(jīng)過KICA模型處理后的數(shù)據(jù)作為KFME方法的建模數(shù)據(jù);
5)基于知識分析的核靈活流形嵌入算法的基本原理進行建模,得到KFME模型。
3.按權(quán)利要求1所述的核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于:根據(jù)核獨立元方法的基本原理建立KICA模型步驟如下:
31)對映射到特征空間的樣本數(shù)據(jù)中正常數(shù)據(jù)進行中心化和標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到標(biāo)準(zhǔn)化后的核矩陣
32)在標(biāo)準(zhǔn)化后的核矩陣中計算特征值和特征向量,提取d個最大的特征值以及對應(yīng)的特征向量,其提取的特征值的數(shù)目根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)確定:
其中λi為特征值,i為特征值編號;
33)對于特征空間的正常數(shù)據(jù),計算白化矩陣并將映射的數(shù)據(jù)進行白化,得到被白化的數(shù)據(jù);
34)根據(jù)負(fù)熵公式J(y)=[E{G(y)}-E{G(v)}]2將被白化的數(shù)據(jù)進行處理,從而確定出過渡矩陣Cn,進一步確定非線性成分。
4.按權(quán)利要求1所述的核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于:根據(jù)基于知識分析的核靈活流形嵌入算法的基本原理進行建模步驟如下:
51)根據(jù)特征向量y和訓(xùn)練數(shù)據(jù)Xw∈Rf×n,獲得特征矩陣Y∈Rn×c;
52)根據(jù)特征矩陣Y∈Rn×c構(gòu)造近鄰圖并計算圖拉普拉斯矩陣L=D-S,其中,D為特征矩陣Y∈Rn×c的對角矩陣,S為特征矩陣Y∈Rn×c的對稱矩陣,對角矩陣D的對角元素Dii為特征矩陣S中每列元素之和;
53)使用非線性映射函數(shù)Φ(·)將訓(xùn)練數(shù)據(jù)投影到高維特征空間;
54)根據(jù)高維特征空間中數(shù)據(jù)的特征,選擇核函數(shù);
55)計算上述核函數(shù)的值;
56)根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)計算故障預(yù)測矩陣Fw,獲得投影矩陣W和偏差項b;
57)根據(jù)在線數(shù)據(jù),計算故障檢測矩陣Ft,得到在線監(jiān)控矩陣Ft。
5.按權(quán)利要求4所述的核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于:對稱矩陣S中元素Sii'采用如下方式計算:如果xi是xi'的m個近鄰點,則Sii'=exp(-||xi-xi'||2/t),否則Sii'=0,其中,t為經(jīng)驗值,xi'為歷史數(shù)據(jù),i'=1,2,…,n。
6.按權(quán)利要求1所述的核靈活流形嵌入電熔鎂爐故障監(jiān)測方法,其特征在于:所述特征空間為4維及4維以上的高維特征空間。