工业过程中具有缓慢故障系统的可靠性预测研究-控制工程专业论文.docxVIP

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 万方数据 万方数据 摘要 先进控制技术在过程控制中的应用不断加大，使得过程控制系统变得越来越 复杂，由此带来系统故障种类的增多。对于某些工业过程来说，故障带来的损坏 是永久的，无法修复或者修复系统的代价极其昂贵。若能掌控系统的工作状态并 预测出系统可能发生故障的时间节点，及时更换相关故障环节的设备避免故障发 生，就可以避免由于系统故障带来的经济损失，因此预测出系统的可靠程度对系 统的维护至关重要。 一般的工业过程控制系统发生的故障可以分为两类分别为：突发性故障和缓 慢故障。突发性故障是指系统由于不可测外力作用而导致的即时故障，随机性强， 发生一般无征兆，因而一般不考虑其可靠性。缓慢故障是指系统由于自身设备磨 损或元器件老化导致的延时性故障，系统正常工作时故障表现不明显，故而可以 通过对系统易发生故障的部分进行实时监控来预测系统可能发生故障的节点。本 文即针对这种故障来展开讨论的。 本文通过四章来对系统的可靠性预测问题加以叙述。在第一章中对系统可靠 性预测的研究现状作了简要的介绍，同时给出了本文所要研究的主要内容。第 2 章中给出了通过系统监控数据得到系统可靠性指标的方法，文中给出了两种方 法，可以根据不同的数据使用不同的方法来得到系统可靠性指标。第 3 章提出了 基于 AR 模型的贝叶斯预测方法，给出了具体的预测方案。第 4 章中对前面提出 的方法基于 TE 过程的故障数据进行仿真，并最终得到系统可靠性的预测曲线。 综上，本文给出了一种针对具有缓慢故障的工业过程控制系统进行可靠性预 测的方法，将故障诊断于可靠性预测联系到一起，使得一些能用于故障诊断的方 法应用到对系统可靠性预测领域当中。 关键词 系统可靠性预测；缓慢故障；贝叶斯理论；数据驱动算法；田纳西-伊 斯曼过程 I Abstract The application of advanced control technology in process control is rising.It makes the process control system becoming more and more complex,and makes the number of system faults types increasing. To some industrial processes, the fault of system cant be repaired,or the cost of the repair is extremely expensive. If the working state of system can be controlled,or predicting the reliability of system, timely change related fault link devices to avoid failure, it can avoid economic loss caused by the system failure.Therefore, the prediction of system reliability is very important to system maintenance. Generally,the fault of industrial process control system can be divided into two categories.They are sudden fault system and slow fault system.The sudden fault refers to the fault of system,which is caused by external force, unpredictable instant fault, strong randomness, generally no symptoms, and generally do not consider its reliability. Slow fault refers to the system due to its own equipment wear or components ageing delay fault, the system work normally when the fault is not obvious, thus can be part of the failure of the system is easy to predict the real-time monitoring system may be d