随着工业生产自动化系统不断发展,其安全性和可靠性受到越来越多的关注,研究基于数据驱动的调节阀故障诊断与容错控制方法,有助于提高系统的安全性和可靠性。本文针对调节阀加性故障和乘性故障,利用单容水箱液位定值控制系统的液位检测数据及调节阀开度数据,研究了基于数据驱动的调节阀故障诊断与容错控制方法,并通过实验验证了方法的有效性。主要工作如下:(1)阐述了液位控制系统的基本组成和基本工作原理,以及在数据处理及故障特征提取时所用到的基础性、原理性知识。并给出了调节阀的加性故障与乘性故障的数学描述,设计了仿真故障发生器和数据采集实验方案,采集了多种故障状态下的液位检测数据及调节阀开度数据。(2)通过对数据的分析与挖掘,确定了两个故障特征变量即液位和调节阀开度,将故障特征变量的动态特征作为故障特征,提出了基于数据驱动的液位控制系统的调节阀故障诊断方法,其中包括调节阀故障检测方法、故障估计方法和故障定性方法。并依据所提出的解决办法,在Simulink中使用S-Function编写了各自的仿真实现模块。(3)通过对系统故障模型以及基于数据驱动的调节阀故障诊断模型输出结果的分析,提出了并联补偿型的调节阀容错控制方案,给出了不同故障类型情况下的容错控制输出补偿模型。并依据所提出的解决办法,在Simulink中使用S-Function编写了容错控制实现模块。(4)通过重新采集实验验证数据,分别对基于数据驱动的液位控制系统调节阀故障检测、故障估计、故障定性、容错控制方法做了实验验证,并结合结果数据分析了上述方法的性能。结果证明了基于数据驱动的调节阀故障诊断与容错控制方法对液位控制系统调节阀进行故障诊断和容错控制的有效性。