基于邻域降噪正交自编码器的工业过程故障检测

来源：电子测量技术杂志2022年第21期北京时间：

作者：郭小萍，张志朋，李元

单位：沈阳化工大学信息工程学院 沈阳 110142

摘要：针对采用自编码器提取过程特征进行故障检测时，没有考虑数据的局部结构信息，提出邻域降噪正交自编码器（neighborhood denoising quadrature autoencoder, NDQAE)的方法。邻域保持嵌入算法提取数据的邻域信息作为权重对过程数据进行加权，强化数据局部结构信息。正交自编码器进一步提取带有局部信息加权的过程数据非线性特征。通过加入噪声增强自编码器的鲁棒性，并采用反向传播算法训练网络参数，获得能够捕捉数据局部特性和全局特性的鲁棒自编码器模型。在该模型的隐特征和重构残差空间分别构建T2和SPE统计量，并计算统计量控制限用于故障检测。在田纳西-伊斯曼（TE）化工过程和三相流过程进行仿真实验，结果表明了所提算法的有效性。

关键词：自编码器; 邻域保持嵌入; 故障检测; 多相流过程

基金资助：国家自然科学基金项目（61490701,61673279）、辽宁省教育厅项目（LJ2020021）资助