基于ICA和LOF的故障检测

作者:郭金玉; 王霞; 李元
来源:沈阳大学学报(自然科学版), 2022, 34(03): 197-204.
DOI:10.16103/j.cnki.21-1583/n.2022.03.004

摘要

针对实际工业过程中的高斯与非高斯变量同时存在的问题,提出一种基于独立元分析(independent component analysis, ICA)和局部离群因子(local outlier factor, LOF)的故障检测方案。利用ICA算法提取数据独立元,加入独立元的时滞输入特性和时差输入特性构建成增广矩阵。运用LOF算法剔除训练数据增广矩阵中的离群点,排除离群点对建模的影响。用剩余数据建立LOF模型,并计算检测指标LOF的值,通过核密度估计计算控制限。将检测指标与控制限做对比,确定检测数据是否正常。将该方案用于田纳西-伊斯曼过程,并分别与传统的ICA和LOF方法比较,仿真结果说明该方法通过构建独立元空间增广矩阵和剔除离群点,有效地提高了LOF的故障检测率,同时也降低了误报率。

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