1. 研究目的与意义（文献综述）

当今的时代被称作信息时代，信息科学技术的迅速发展和广泛渗透己经成为当今社会的一个重要的时代特征。人类社会的生产活动和生活质量，比以往任何时代，都更加得益于和依赖于信息技术的成就和发展。自动化是信息技术领域的主要组成部分之一，包括信号和信息处理、模式识别、知识工程、控制理论、自动化技术、自动化仪表、系统工程、机器人控制、计算机控制与应用、网络技术等在内，都和信息科学技术有着密切的关系，几乎涉及到信息的检测、分析、处理、控制和应用等所有的方面。从实际应用方面看，系统的安全性和可靠性己成为保障经济效益和社会效益的一个关键因素，得到了广泛高度的重视从学科理论的发展方面看，故障诊断具有很强的学科交叉性，现代控制理论、信号处理、模式识别、最优化方法、决策化、人工智能等学科领域近年来的迅速发展，为解决复杂系统的故障诊断问题提供了强有力的理论基础。从安全生产和降低成本的角度来看，现代生产过程具有规模大、复杂性高、变量多，并在闭环控制下运行的特点。对这些系统进行早期的和准确的故障检测与诊断可以减少停产时间，增加系统运行的安全性，并减少制造成本，可以使企业避免人员和财的巨大损失，给企业带来可观的经济效益。

连续工业生产过程，如石油炼制、化工、电力、钢铁、冶金等行业，它们的生产环境通常由于高温或低温真空等极端环境，如操作不当，疏于检测或因不可抗拒的自然因素，时有生产中断、爆炸、泄露毒气的危险，不仅给生产带来巨大损失，而且严重威胁着人身安全随着人们需求的多样化，对产品质量的要求越来越高，半间歇和间歇过程在工业过程中也变得越来越普遍，为安全生产目标带来了新的挑战。因此，如何使得这些生产过程安全正常地运行，成为人们严重关注过程监控技术及质量控制技术的主要原因，尤其是在线监控技术。另外，由于工业过程规模的不断扩大，过程工艺的日益复杂，以及投资的巨大，也迫使人们不得不考虑过程的可靠性和安全性。已有的研究成果证实，技术过程与工程系统中很多与过程异常变化或系统故障有关的问题以及可转化成与这类问题的事件，诸如设备运行过程的状态检测、计算机集成制造系统维护、生产流水线质量检测、航天器轨道与姿态监视、导航系统监视、控制系统故障检测与诊断等都可以在过程监控理论研究框架下得到解决。因此，过程故障检测极其相关技术的研究，在现代化生产过程中有着深刻的理论价值和不容忽视的重要性。

工业过程的故障诊断是现代化生产中的一个重要研究课题。当生产过程出现异常时会给企业带来很大的损失，因此对生产过程采用有效的故障诊断就显得尤为重要。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究基本内容及目标

本文主要研究工业过程中的故障诊断的方法类型，着重研究基于kpca方法的工业过程故障诊断，了解并掌握kpca方法的原理及其相关应用。本文主要用到的相关软件是matlab。首先将工业过程中传感器采集的数据当做样本，然后用matlab编写kpca代码，将样本导入matlab代码进行分析，最终实现工业过程的故障诊断。

2.2拟采用的技术方案及措施

过程监控的目的是监视系统运行状态，检测系统是否发生故障，并对故障系统的异变幅度进行定量分析，判明故障类型、时间、幅度、表现形式、作用方式、影响程度、在必要时提出相应的维护与改进措施。

3. 研究计划与安排

第一至第二周：查阅设计题目的相关资料；
第三至第四周：撰写开题报告，翻译英文资料；

第五至第六周：了解故障诊断方法，深入学习kpca相关原理。

第七至第十周：设计总体方案，并了解并初步掌握kpca程序编写。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].周卫庆，司风琪，徐治皋等.基于kpca残差方向梯度的故障检测方法及应用[j].仪器仪表学报,2017,38(10):2518-2524.

[2].汪司飞，基于k-均值聚类的kpca在故障诊断中的应用[j].计算机应用与软件,2013,30(4):120-123.

[3].张登山.基于pca和kpca的带式输送机故障诊断[j].自动化博览,2016,0(4):98-101.