基于深度置信网络的多模态过程故障评估方法及应用

• Published in: 自动化学报 Vol. 50; no. 1; pp. 89 - 102
• Main Authors: 张凯, 杨朋澄, 彭开香, 陈志文
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 工业过程知识自动化教育部重点实验室 北京 100083%北京科技大学自动化学院 北京 100083%中南大学自动化学院 长沙 410083 2024; 北京科技大学自动化学院 北京 100083
• Subjects: common and specific features; fault grade evaluation; 故障等级评估; 带钢热连轧; 深度置信网络; deep belief network(DBN); 多模态过程; 共性-个性特征; hot rolling mill; Multimode processes
• ISSN: 0254-4156
• DOI: 10.16383/j.aas.c230156

传统的多模态过程故障等级评估方法对模态之间的共性特征考虑较少,导致当被评估模态故障信息不充分时,评估的准确性较低.针对此问题,首先,提出一种共性-个性深度置信网络(Common and specific deep belief network,CS-DBN),该网络充分利用深度置信网络(Deep belief network,DBN)的深度分层特征提取能力,通过度量多模态数据间分布的相似性和差异性,进一步得到能够反映多模态过程共有信息的共性特征以及反映每个模态独有信息的个性特征;其次,基于CS-DBN,利用多模态过程的已知故障等级数据生成多模态共性-个性特征集,通过加权逻辑回归构建故障等级评估模型;最后,将所提方法应用于带钢热连轧生产过程的故障等级评估中.应用结果表明,随着多模态故障等级数据的增加,所提方法的评估准确率逐渐增加,当故障信息充足时,评估准确率可达98.75％;故障信息不足时,与传统方法相比,评估准确率提升近10％.