基于并行LSTM-CNN的化工过程故障检测

摘要：

为保证生产过程的安全稳定运行,避免因故障导致损失,及时检测出异常工况并对异常工况进行准确诊断十分重要.针对化工过程的复杂性,提出一种并行长短时记忆网络和卷积神经网络(Parallel Long and Short-Term Memory Network and Convolutional Neural Network,PLSTM-CNN)模型进行化工生产过程故障检测.该模型有效结合LSTM对时间序列数据全局特征提取能力和CNN模型善于提取局部特征的能力,减少了特征信息的丢失,实现了较高的故障检测率.采用一维稠密卷积神经网络作为CNN的主体,结合LSTM网络对序列信息变化敏感的特点,在构建更深层网络的同时避免模型过拟合.采用最大互信息(Maximum Mutual Information Coefficient,MMIC)数据预处理方法,提高了数据的局部相关性以及从不同初始条件下 PLSTM-CNN模型检测故障的效率.以 TE(Tennessee Eastman)过程为研究对象,PLSTM-CNN模型在故障平均检测率和漏报率等指标上明显优于传统循环神经网络.

关键词：故障检测、一维稠密卷积神经网络、长短时记忆网络、互信息、TE过程

所属期刊栏目：49

分类号：TP277(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金61973120

在线出版日期：2023-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：382-390