全文总字数：3147字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着现代经济的快速发展和过程工业规模的不断扩大，工业过程的复杂性也不断提高，系统一旦发生故障，不仅会造成不可避免的经济损失，严重的情况下还会造成人员的伤亡。为了保证生产的安全可靠运行，确保过程运行状况满足给定的性能指标，需要对过程的异常状况或故障进行监测、诊断和消除。

近几十年来，随着过程监控技术的迅速发展，现代工厂的自动化集成度有了大幅的提高，利用集散控制系统以及先进控制技术，过去许多靠操作人员实现的常规控制过程现在都可以在工业计算机的控制下自动进行，但是，计算机技术的发展也使得大量的过程数据被采集并存储下来，操作人员往往很难根据如此大的信息量了解过程的运行状况，及时发现系统的异常和故障，做出准确的判断。靠人工分析解决工业故障的方法逐渐不能满足现代化大生产的需要，研究开发具有集控制、监视和诊断功能于一身的监控系统已成为工厂综合自动化发展的迫切需要。同时故障检测与诊断技术的应用领域也在不断扩大，由最先的航天、航空领域及核电站的诊断迅速扩展到各工业领域，基于多元统计学、基于控制理论的各种故障诊断技术也得到不断的发展。它已引起了越来越多的关注，成为了控制领域最具挑战性的研究方向之一。

因此切实保障现代复杂系统的安全性和可靠性,具有十分重要的意义,得到了广泛的高度重视。而故障诊断技术则为提高系统的安全性和可靠性开辟了一条新的途径。

2. 研究的基本内容

本文主要研究统计学方法在进行异常值检测中的作用。通过研究污水处理传感器各阶段的测量值变化特征以预测该阶段传感器是否出现故障，主要讨论：

1）对于缺失的样本测量值采用多重插补填补缺失值。

2）分析城市污水处理传感器各阶段的状态，通过主元分析法（主成分分析pca）及hotelling改进，偏最小二乘法（pls），因子分析法（fa），规范变量分解法（cva），fisher判别分析（fda）等故障诊断方法给出具体诊断模型，并比较这些模型得出的结果，选择最合适的模型。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：1、通过查阅书籍、期刊及网络上的一些共享资源，对所研究问题进行综合了解。2、分析比较现有分析方法，建立合适的解决问题技术过程，并搜集所需数据。3、在老师、同学的帮助指导下，运用所学的统计软件完成数据的处理，研究污水处理传感器各阶段的测量值变化特征以预测该阶段传感器是否出现故障。

进度安排：

2015年12月02日- 12月31日 确定研究课题、寻找数据并提交任务书

4. 参考文献

[1].赵旭,阎威武与邵慧鹤,基于核fisher判别分析方法的非线性统计过程监控与故障诊断.化工学报,2007(04)

[2].吴卫国等.ph值传感器的故障模式及其预报.科学技术与工程,2005(24)

[3].黄道平等,面向污水处理的数据驱动故障诊断及预测方法综述.华南理工大学学报(自然科学版),2015(03)