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[發明專利]一種基于近鄰局部異常因子的乙烯裂解爐運行狀態監測方法有效

專利信息
申請號: 202110440247.5 申請日: 2021-04-18
公開(公告)號: CN113190792B 公開(公告)日: 2023-10-24
發明(設計)人: 虞飛宇;林世顥;陳楊 申請(專利權)人: 寧波大學科學技術學院
主分類號: G06F17/16 分類號: G06F17/16
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 315302 浙江省寧波市慈溪市白沙路街道*** 國省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 近鄰 局部 異常 因子 乙烯 裂解爐 運行 狀態 監測 方法
【權利要求書】:

1.一種基于近鄰局部異常因子的乙烯裂解爐運行狀態監測方法,其特征在于,具體包括以下所示步驟:

步驟(1):獲取乙烯裂解爐正常運行狀態下的n個采樣時刻的樣本數據x1,x2,…,xn,并將其組成一個n×m維的數據矩陣X=[x1,x2,…,xn]T;其中,第i個采樣時刻的樣本數據xi∈R33×1中的33個測量數據具體包括6個爐管輻射室的進料壓力,6個爐管的進料流量,6個爐管的稀釋蒸汽流量,6個爐管的出料溫度,6個爐管的交叉溫度,1個乙烯裂解爐出料平均溫度,1個乙烯裂解爐的爐壁燃氣流量,和1個乙烯裂解爐的底部燃氣流量,i∈{1,2,…,n},R33×1表示33×1維的實數向量,R表示實數集,上標號T表示矩陣或向量的轉置;

步驟(2):根據公式分別對數據矩陣X中的列向量z1,z2,…,z33實施標準化處理,從而得到標準化處理后的數據矩陣其中,zk和分別表示X和中第k列的列向量,k∈{1,2,…,33},μk和δk分別表示列向量zk中所有元素的平均值和標準差;

步驟(3):按照如下所示步驟(3.1)至步驟(3.6)確定出近鄰局部異常因子的正常上限值Qlim

步驟(3.1):初始化i=1;

步驟(3.2):設置后,再將Xi中第i行的行向量刪除,從而得到由n-1行向量組成的矩陣Xi∈R(n-1)×33;其中,R(n-1)×33表示(n-1)×33維的實數矩陣;

步驟(3.3):計算Xi中各行向量與行向量yi之間的距離,再將Xi中與yi之間距離最小的N行向量組成近鄰參考矩陣其中,RN×33表示N×33維的實數矩陣,yi表示中第i行的行向量;

步驟(3.4):求解廣義特征值問題中最大特征值λi對應的特征向量αi后,再根據公式更新特征向量αi

步驟(3.5):根據公式計算近鄰局部異常因子Qi后,判斷是否滿足條件i<n;若是,則設置i=i+1后,再返回步驟(3.2);若否,則得到Q1,Q2,…,Qn

步驟(3.6):將Q1,Q2,…,Qn中的最大值記錄成近鄰局部異常因子的正常上限值Qlim

步驟(4):在最新采樣時刻t,采集乙烯裂解爐的樣本數據xt∈R1×33,并根據公式對xt中各個元素實施標準化處理,得到標準化處理后的在線數據向量其中,xt(k)和分別表示xt和中的第k個元素;

步驟(5):計算中各行向量與在線數據向量之間的距離,再將中與之間距離最小的N行向量組成近鄰參考矩陣

步驟(6):求解廣義特征值問題中最大特征值λt對應的特征向量pt后,再根據公式更新特征向量pt

步驟(7):根據公式計算最新采樣時刻t的近鄰局部異常因子Qt后,判斷是否滿足條件Qt≤Qlim;若是,則執行步驟(8);若否,則執行步驟(10);

步驟(8):根據如下所示公式將中后n-1行的行向量y2,y3,…,yn與合并成一個矩陣Y后,再執行步驟(9);

上式中,y2,y3,…,yn分別表示中第2行至第n行向量;

步驟(9):根據公式分別對矩陣Y1中的列向量實施標準化處理,從而得到標準化處理后的矩陣再根據公式和分別更新平均值μ1,μ2,…,μ33和標準差δ1,δ2,…,δ33后,設置并返回步驟(4)繼續實施最新采樣時刻的乙烯裂解爐運行狀態監測;其中,和ηk分別表示Y和中第k列的列向量,和分別表示列向量中所有元素的平均值和標準差;

步驟(10):返回步驟(4)繼續實施最新采樣時刻的乙烯裂解爐運行狀態監測,直至得到連續6個最新采樣時刻的近鄰局部異常因子后,判斷這6個近鄰局部異常因子是否都大于Qlim;若是,則觸發異常警報;若否,則乙烯裂解爐運行狀態正常,并執行步驟(8)。

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