[发明专利]基于相似性度量共享子空间多视角电熔镁炉故障监测方法

说明书

本发明提出一种基于相似性度量共享子空间多视角电熔镁炉故障监测方法，包括：采集数据并提取特征；构造系数矩阵，求得邻域权重系数矩阵；建立目标函数；修改已经建立的目标函数，求解得投影矩阵；基于投影矩阵和多个视角的近似表达X^*，求得X^*的SPE和N²值，以及基于各个视角累加SPE_1N；得到控制线SPE99、N²99、SPE1N99；采集测试视频，得到测试视频公共特征矩阵；计算X_test^*的SPE_test和N²_test值以及基于各个视角的SPE_1Ntest；若SPE_testi、N²_testi、SPE_1Ntesti的值高出控制线，则可判断发生故障；本发明主要解决多视角视频数据联合建模的问题，利用多个视角视频数据的一致性和互补性，可以避免由于单视角没有捕捉到异常工况点而产生的漏报，避免没有及时对异常工况进行及时处理，从而导致生命财产损失，能够提高故障监测效率和准确性。

技术领域

本发明属于故障监测与诊断技术领域，具体涉及一种基于相似性度量共享子空间多视角电熔镁炉故障监测方法。

背景技术

我国电熔镁砂产业多采用电弧炉熔融天然菱镁矿石制备电熔镁砂，生产工艺技术装备落后，功率低、容量小、效率低、自动化程度低，生产出的电熔镁砂产品品位不高，导致镁资源利用率低，环境污染严重。其次，在电熔镁生产过程当中，由于碳酸镁在高温条件下产生二氧化碳气体，气体的排出会影响到电极在熔池当中的电阻，电阻的变化会引起电流的波动，异常的电流波动会带来额外的功率损耗。其次由于在熔炼的过程当中，会伴随着工人不断的往电熔镁炉当中填原料，原料的添加会影响气体二氧化碳的正常排出，气体排出异常，融合当中二氧化碳不断累积，气压增大，当超出一定的阈值，二氧化碳气体强行从镁炉当中排出，伴随着高温熔浆的排出，这种异常工况俗称喷炉。高温飞溅的熔浆对生产设备以及工作人员都是巨大的安全隐患，会产生重大的生命威胁。除喷炉外，还有流出的高温熔浆将炉壁烧穿的异常工况，熔浆的流出也伴随着热量的流失，带来的还是额外的功率损耗。

目前，电熔镁炉异常工况的预警主要依靠现场工人的不间断巡检。操作人员的人为调整方法完全依赖于操作者各自的经验，很难保证决策的及时性及准确性。如有操作不当、疏于检测或因不可抗拒的自然因素引起设备故障而导致生产中断等事故，将会给生产带来巨大的浪费和损失。因此，对电熔镁炉的运行状态检测成为了急需解决的问题，对电熔镁炉的生产过程监测技术的改进和提高迫在眉睫。

多视角数据相比于单视角数据具有时间一致性和内容补偿性，能够弥补单视角数据带来的信息不足，避免由于单个视角没有捕捉到异常工况而导致异常工况的漏报，由于异常工况没有得到及时处理，可能造成工业过程喷炉发生，带来生命财产损失；亦可避免某单个视角由于没有如多视角那样信息全面导致将正常工况当成异常工况点处理，导致工况点误报，造成不必要操作，影响生产效率，进而造成不必要的财产损失因此多视角故障监测方法能够提高工业过程故障监测效率和准确性，非负矩阵分解是一种能够挖掘数据局部信息的降维方法，因此基于非负矩阵分解的多视角视频数据的工业过程故障监测方法的研究是一个比较新的领域。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出基于相似性度量共享子空间多视角电熔镁炉故障监测方法，实现在多个视频联合建模下对工业冶炼过程进行监测，达到降低误报警率的目的。

基于相似性度量共享子空间多视角视频数据电熔镁炉监测方法，包括以下步骤：