基于数据驱动的多模态异常检测方法

武帅

基于数据驱动的多模态异常检测方法


由于原料性质、设备磨损、过程负荷等因素的影响，复杂工业系统会出现多个稳定
. S* ~2 i  o" }% Y# d, \3 ~. g操作模态，各稳态之间的过渡过程具有明显的动态特性。现有多模态处理方法大多没有
考虑过渡过程的监测；在考虑过渡过程的情况下，因没有进行有效的过渡过程特征提取，
$ X; I. R- o# n' I使得模态划分及多模态异常检测的效果都不理想。另一方面，工业过程数据多具有多尺
度特性，但多尺度框架下的多模态异常检测研究还较少。本文基于数据驱动的方法对上
述问题展开了研究，以保障多模态系统安全、高效的运行。主要工作如下：
' F% k" ]1 p! }7 t. n3 L（1）本文通过提取过程数据的微分几何特征，刻画过程动态特性，基于扩维后的数
! e( m  l+ p% q# i1 z2 e据，提出一种基于微分几何特征聚类的模态划分方法。
（2）本文从过渡模态数据的动态渐变特性出发，研究过渡过程动态特征抽取技术，
2 ^* D: T: B/ A8 {; R2 p' H提出了基于时变滚动球的过渡模态异常检测模型，有效进行过渡模态异常检测。
3 q2 R) T- r& G（3）针对具有多尺度特性的多模态过程，本文开展了多尺度框架下的多模态异常检
1 g1 E+ ^$ N' f- k' \测研究，分别建立稳态多尺度主元分析模型和过渡模态多尺度微分几何模型，
# a" s) P7 n6 R0 s( U! x7 P最终实现了多尺度框架下的多模态异常检测