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随着污水量的增加,污水处理过程规模的不断扩大,在处理过程中难免发生故障,且故障类型多样化。因此对整个污水处理过程进行准确、有效的故障检测与诊断显得尤为必要。由于以往的污水处理过程故障检测方法多是基于单模态过程的方法,基于多模态污水处理过程的故障检测方法甚少,因此本文提出了一种适用于多模态污水处理过程的集合型故障检测方法,即EMD-IFCM-KPCA方法;在此基础上为了解决快速性的问题,本文又提出了一种集合型快速故障诊断方法,即IJITL-IEMD-RLSSVM方法。把二者应用到多模态污水处理过程的故障检测与诊断中,通过实验仿真验证所提方法的有效性和准确性。提出了污水处理过程的EMD-IFCM-KPCA集合型故障检测方法。首先采用经验模态分解法(EMD)对数据进行预处理。然后通过改进的模糊C均值聚类法(IFCM)对数据进行聚类,区分各模态。最后采用核主成分分析法(KPCA)以及利用T2、SPE控制图对污水处理过程进行故障检测。提出了污水处理过程的IJITL-IEMD-RLSSVM集合型故障诊断方法。首先利用改进的及时学习法(IJITL)对历史数据分类,区分各模态。再在历史模态数据中查找与待诊断数据相似的历史模态数据,将其输出。然后利用改进的经验模态分解法(IEMD)对待诊断数据和输出的历史模态数据进行预处理。最后利用递推最小二乘支持向量机法(RLSSVM)对故障进行分类,达到故障诊断的目的。为了验证所提的两种方法的有效性,进行了污水处理过程的实验仿真。首先,将多模态污水处理过程的EMD-IFCM-KPCA集合型故障检测方法与其他两种传统方法,即KPCA方法和IFCM-KPCA方法相比较,验证该方法的有效性和准确性。其次,将多模态污水处理过程的IJITL-IEMD-RLSSVM集合型故故障诊断方法与其他两种传统方法,即IJITL-SVM方法和IJITL-IEMD-SVM方法相比较,验证该方法的快速性和准确性。理论研究和实验结果表明,在污水处理过程中,本文所提出的应用于多模态的EMD-IFCM-KPCA集合型故障检测方法和IJITL-IEMD-RLSSVM集合型故障诊断方法能够有效检测和诊断故障,准确性和快速性优于传统方法。