成的执行器故障诊断方法引言支持向量机的故障分类集成故障诊断方法多切面改进故障诊断方法仿真研究阀门仿真模型故障诊断方法仿真研究多切面故障诊断方法仿真研究仿真结果对比分析本章小结第四章甲苯光氯化反应与精馏集成过程流程模拟引言甲苯光氯化气液反应精馏工艺反应机理反应与精馏集成过程工艺分析反应与精馏集成过程装置介绍甲苯光氯化连续气液反应精馏过程稳态模拟介绍稳态模型假设及方程组建立稳态模型的建立稳态模型验证甲苯光氯化连续气液反应精馏过程动态模拟反应精馏过程动态流程模拟简介动态模型的建立动态模型验证本章小结第五章甲苯光氯化反应与精馏集成过程故障模拟与诊断研究引言甲苯光氯化反应精馏过程的故障动态模拟甲苯光氯化反应精馏过程故障设计故障仿真结果分析故障数据的获取基于方法对甲苯光氯化反应精馏故障诊断基于故障诊断实验步骤基于成分分析的故障检测基于支持向量机的故障模式分类本章小结第六章总结与展望本文研究工作总结研究展望参考文献攻读学位期间成果致谢硕士学位论文第章绪论论文研究的背景与意义在实际工业过程中，由于其所处环境和结构的复杂性等因素，故障的产生不可避免，任何微小的故障都可能会导致整个系统的性能恶化，造员伤亡和物质财产的损失。随着系统自动化水平的提高，规模的不断扩大和复杂性的增加导致系统控制性能和可靠性之间的矛盾日益突出。同时企业和用户对故障诊断技术的要求也越来越高，希望系统在故障发生或者发生前就能检测并诊断故障点以便采取相应的应急措施。因此，关于复杂工业过程的故障诊断研究成为热点问题。大多数实际化工流程是个连续的生产过程并且保存了大量的运行数据，但是保存的运行数据包含了很少的故障信息，无法全面分析整个系统的故障特征，在实际生产装置上也无法进行故障实验研究。根据化工机理运用工程流程模拟软件建立流程稳态动态模型可以帮助研究人员获得流程的稳态动态特性，并且可以在动态模型上任意设置故障扰动进行故障仿真获得故障数据对其进行故障模拟诊断研究探索有效的诊断方法。如今故障诊断技术理论发展快于实际工程应用，若故障诊断技术结合化工流程模拟技术可以进步推动故障诊断技术的工程应用。本文在江苏省高校自然基金项目典型化工过程主动容错控制的研究的支助下研究流程工业系统的故障诊断方法针对精馏过程进行故障诊断研究，以我校绿色化工研究所研制并具有自主知识产权的甲苯光氯化反应与精馏集成过程为研究对象，分析其反应和精馏机理建立甲苯光氯化反应与精馏集成过程稳态模型，并进步建立动态模型，使其更加贴近于实际工况，在动态模型上进行故障仿真并分析故障动态特性运用基于统计学和机器学习的诊断方法对甲苯光氯化反应与精馏集成过程系统故障进行故障检测与诊断。工业过程的故障诊断技术工业生产的过程监控与故障诊断直是工业系统关注的主要问题之。它通第章绪论过监测生产过程的运行状态，及时检测故障发生过程干扰以及其它的异常工况，定位并诊断引发故障的原因变量，从而保证生产过程安全运行，提高产品质量和生产效率。故障诊断技术研究内容过程故障诊断是过程监控系统的核心内容，它对于提高系统运行过程的可靠性安全性有着十分重要的工程意义。过程故障诊断的对象工业过程故障诊断的主要研究对象是工业过程运行时出现的异常变化或系统部件的非先天性功能性故障。过程异常变化过程异常变化主要指被研究对象所处状态或其本身方面特征发生了异常改变，通常是指过程状态发生偏离常态的改变。如动态系统运行过程中出现的各种瞬时或持续的缓慢或突发的局部的或整体的非预期的异常改变。过程异常通常划分为渐变和突变两大类型，突变又可以进步划分为脉冲型突变阶跃型突变和复合型突变等多种类型。工业,杨慧中,高岩,张素贞,等成分分析和支持向量机混合方法在过程监控中的应用计算机与应用化学,参考文献陈国金,梁军,钱积新元分析方法及其在化工过程监控和故障诊断中的应用化工学报彭文季,罗兴锜基于小波包分析和支持向量机的水电机组振动故障诊断研究中国电机工程学报,袁胜发,褚福磊支持向量机及其在机械故障诊断中的应用振动与冲击ł,ł‗,杨友麒过程流程模拟计算机与应用化学,硕士学位论文马敬环,刘家祺,李俊台,等反应精馏技术的进展化学反应工程与工艺,时钧,等化学工程手册北京化学工业出版社,曹海波,乔旭流化催化精馏合成甲缩醛技术南京化工大学学报攻读学位期间成果攻读学位期间成果攻读学位期间发表论文情况硕士学位论文致谢人生中有很多值得回味的事情，但学习的经历尤其显得宝贵。通过研究生阶段的学习，我完成了硕士论文课题的研究工作。在此期间，得到了很多人的关心和帮助，也正是由于他们的关心和帮助才使得我能够顺利的完成硕士论文的研究工作。感谢抚养我长大的父母，感谢他们多年来在物质和精神上给我无私的关怀鼓励和支持，是你们给我提供了优越的学习环境，让我在生活和学习的道路上不断前行。在此特别向你们表达我最深切的谢意,最后，向各位在百忙之中抽出宝贵时间参与我的论文评审和答辩工作的专家教授致以衷心的感谢,致谢硕士学位论文分类号密级编号学位论文复杂化工过程故障的模拟与诊断研究指导教师姓名申请学位级别硕士学科专业控制理论与控制工程论文提交日期复杂化工过程故障的模拟与诊断研究摘要化工生产过程通常处于高温高压或低温真空等极端环境，若操作不当或系统发生故障，则可能造成生产中断爆炸毒气泄漏等危险。为了提高生产过程的安全性，对系统故障进行有效地检测与诊断是十分必要的。由于化工过程对象的复杂性，很难全面获取各种故障数据和故障特征，因此按照化工机理建立过程模拟模型并对实际的故障进行模拟和诊断方法的研究是必要的。本文主要以精馏生产过程为对象，采用多变量统计方法和支持向量机方法分别研究系统故障和执行器故障的检测与诊断问题，并在过程模型动态执行器基准平台和甲苯光氯化反应与精馏集成过程模型进行了仿真研究。本文研究内容如下首先，分别运用元分析和主元分析方法进行故障检测与诊断性能对比研究，并通过数值仿真模型过程模型进行仿真验证，仿真结果表明诊断方法对于非高斯信号的故障特征提取效果比较好，可有效缩短检测时间且误报率较低。其次，研究了方法与支持向量机的集成诊断方法，并进步采用多切面方法分别建立多维变量在不同切面上的故障分类模型，通过分析故障在不同切面的分布诊断故障类型，改进故障诊断性能。针对动态执行器基准平台的种阀门故障模式，对上述两种方法进行仿真验证，仿真结果表明改进的基于多切面的故障诊断方法有效提高了故障诊断精度。再次，在研究分析甲苯光氯化反应与精馏集成过程工艺基础上，采用反应动力学分离工程原理知识和流程模拟软件建立其稳态和动态模拟模型，通过实验数据的校验了模型的可信性。最后，在已建立的动态流程模拟模型上，分别设置了多种典型的系统故障或干扰，分析故障现象和特征。进步运用集成诊断方法对多种故障进行诊断仿真研究，验证了故障模拟的必要性和诊断方法的可行性。关键词故障诊断元分析支持向量机流程模拟故障模拟,目录摘要第章绪论论文研究的背景与意义工业过程的故障诊断技术故障诊断技术研究内容过程故障诊断技术的发展状况基于统计学过程监控方法化工流程模拟稳态流程模拟动态流程模拟反应精馏过程稳态与动态模拟本文的主要工作及内容第二章基于元分析的故障检测与诊断方法引言元分析算法基于故障诊断策略基于统计贡献度诊断方法故障诊断方法步骤仿真研究数值仿真研究过程仿真数据的生成基于和的故障诊断仿真结果分析本章小结第三章基于集成的执行器故障诊断方法引言支持向量机的故障分类集成故障诊断方法多切面改进故障诊断方法仿真研究阀门仿真模型故障诊断方法仿真研究多切面故障诊断方法仿真研究仿真结果对比分析本章小结第四章甲苯光氯化反应与精馏集成过程流程模拟引言甲苯光氯化气液反应精馏工艺反应机理反应与精馏集成过程工艺分析反应与精馏集成过程装置介绍甲苯光氯化