專利名稱：基于自回歸全潛結(jié)構(gòu)投影模型的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，主要涉及一種基于自回歸全潛結(jié)構(gòu)投影模型的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
保持穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品對(duì)于一個(gè)工廠來(lái)說(shuō)是非常重要的。常用的方法是監(jiān)測(cè)和控制關(guān)鍵的質(zhì)量變量來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量。然而，質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中最棘手的問(wèn)題是難以對(duì)質(zhì)量變量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，如石油產(chǎn)品中的組分、化學(xué)反應(yīng)器中的反應(yīng)物濃度以及聚合反應(yīng)物中的分子量等等。由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)上的原因，無(wú)法通過(guò)常規(guī)的傳感器進(jìn)行直接測(cè)量，通常采用人工定時(shí)采樣、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)等方法，耗時(shí)且存在一定的延遲。采用歷史數(shù)據(jù)建立軟測(cè)量模型是解決此問(wèn)題的方法之一。然而傳統(tǒng)的基于偏最小二乘模型(PLS)的監(jiān)測(cè)方法及其改進(jìn)的基于全潛結(jié)構(gòu)投影模型(T-PLS)的監(jiān)測(cè)方法中由于采用了非線性迭代偏最小二乘算法(NIPALS)，求解過(guò)程復(fù)雜，且后者仍包含不適合用Q統(tǒng)計(jì)量來(lái)監(jiān)控的較大方差的變化問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)連續(xù)化工過(guò)程的質(zhì)量變量不能在線測(cè)量或有較長(zhǎng)時(shí)間延遲的情況，提出一種新的自回歸全潛結(jié)構(gòu)投影模型(AR-TPLS)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明主要用于檢測(cè)與質(zhì)量變量有關(guān)的故障，同時(shí)還可以檢測(cè)過(guò)程變量中與質(zhì)量變量無(wú)關(guān)的故障。本發(fā)明首先利用X與Y的回歸關(guān)系模型，提取出Y中和X有關(guān)的部分
Y;其次利用脅引導(dǎo)X空間的分解，將#經(jīng)PCA分解后的得分矩陣Ty作為過(guò)程變量樣本空
間分解的第一部分的得分矩陣，·體現(xiàn)X中和Y直接相關(guān)的部分；進(jìn)而對(duì)過(guò)程樣本殘差進(jìn)行PCA分解，提取出與Y無(wú)關(guān)的過(guò)程中含有較大方差變化的部分，剩余為過(guò)程噪聲；接下來(lái)再依據(jù)PCA原則分離M Y 間中含方差較大的子空間和變化較小的子空間。當(dāng)在線測(cè)得過(guò)程數(shù)據(jù)時(shí)，利用過(guò)程數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)質(zhì)量，并將預(yù)測(cè)值投影到 的主元空間和殘差空間中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量變量的監(jiān)測(cè)；同時(shí)考察在線過(guò)程數(shù)據(jù)在X殘差空間的變化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量無(wú)關(guān)的過(guò)程變量的監(jiān)測(cè)。其具體內(nèi)容如下:
設(shè)輸入矩陣XeRj^ ,由N個(gè)樣本組成，每個(gè)樣本包含η個(gè)過(guò)程變量；輸出矩陣
Ye πΜχΜ同樣由N個(gè)樣本構(gòu)成，每個(gè)樣本由m個(gè)質(zhì)量變量構(gòu)成。由于質(zhì)量變量的變化通常由過(guò)程變量所引起，故X與Y之間存在一定的相關(guān)關(guān)系，X與Y可被描述如下
Y= XM + EV =Y+!^(I)
其中M代表X和Y相關(guān)信息的回歸系數(shù)矩陣，Y代表能夠由X所解釋的質(zhì)量變量的變化，Sy代表不能由X所解釋的部分，且滿足
CQ^iejl ,X) = E (e^xT) = O⑵這里/和"'分別是X和％的行向量。由于
權(quán)利要求
1.基于自回歸全潛結(jié)構(gòu)投影模型的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，其特征在于: 設(shè)輸入矩陣
全文摘要
本發(fā)明屬于質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，主要涉及一種基于自回歸全潛結(jié)構(gòu)投影模型的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明將輸入輸出數(shù)據(jù)投影到四個(gè)子空間中，分別是質(zhì)量變量預(yù)測(cè)值生成的主元子空間和殘差子空間，過(guò)程變量殘差生成的主元子空間和殘差子空間，并建立相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)量分別對(duì)質(zhì)量變量和過(guò)程變量中與質(zhì)量變量無(wú)關(guān)的部分進(jìn)行故障檢測(cè)。本發(fā)明不僅避免了傳統(tǒng)的基于偏最小二乘模型(PLS)的監(jiān)測(cè)方法及其改進(jìn)的基于全潛結(jié)構(gòu)投影模型(T-PLS)的監(jiān)測(cè)方法中非線性迭代偏最小二乘算法(NIPALS)復(fù)雜的求解過(guò)程，并且克服了后者過(guò)程殘差仍包含不適合用Q統(tǒng)計(jì)量來(lái)監(jiān)控的較大方差的變化問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01N33/00GK103245759SQ201310106569
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者文成林, 苑天琪 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)