基于时序图像深度学习的电熔镁炉异常工况诊断

基于时序图像深度学习的电熔镁炉异常工况诊断

论文摘要

超高温电熔镁炉(Fused magnesium furnace, FMF)生产炉况监测困难,易发生欠烧异常工况,不仅造成产品质量下降,也直接危害生产安全与人员安全.现有的人工巡检方式实时性差,容易发生漏报和误报,甚至导致铁制炉壳烧透、烧漏.针对该问题,本文采用视频信号,利用电熔镁炉欠烧工况的时空特征,即在炉壳表面出现的局部不规则高亮区域的空间特征,以及该高亮区域随时间呈现出亮度增强、面积变大的时序特征,提出一种基于卷积循环神经网络(Convolutional recurrent neural network, CRNN)的电熔镁炉异常工况诊断新方法.该方法包括图像序列一致性变换和时序残差图像提取预处理、基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)的空间特征提取、基于循环神经网络(Recurrent neural network,RNN)的时序特征提取、基于加权中值滤波的工况自动标记.最后采用实际的电熔镁炉炉壳的视频信号,进行了所提方法与现有的两种深度学习网络模型的实验比较研究,结果说明了所提方法的优越性.

论文目录

  • 1 电熔镁炉欠烧工况视觉特征分析
  • 2 基于卷积循环神经网络的电熔镁炉异常工况诊断
  •   2.1 电熔镁炉异常工况诊断策略
  •   2.2 异常工况诊断算法
  •     2.2.1 图像序列预处理
  •     2.2.2 基于卷积循环神经网络的特征提取
  •     2.2.3 基于加权中值滤波的工况区域标记
  • 3 应用验证与实验结果与分析
  •   3.1 卷积循环神经网络训练
  •   3.2 诊断结果分析
  •   3.3 预处理与网络可视化分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴高昌,刘强,柴天佑,秦泗钊

    关键词: 电熔镁炉,时空特征提取,异常工况诊断,卷积神经网络,循环神经网络

    来源: 自动化学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅰ辑

    专业: 冶金工业,计算机软件及计算机应用

    单位: 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,国家冶金自动化工程技术研究中心,美国南加州大学化工系

    基金: 国家自然科学基金(61673097,61490704,61490701,61833004)资助~~

    分类号: TF822;TP391.41

    DOI: 10.16383/j.aas.c180453

    页码: 1475-1485

    总页数: 11

    文件大小: 1636K

    下载量: 315

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