本书阐述数据驱动的工业过程监控与故障诊断的理论与应用方法，主要内容包括：过程监控必要的基础知识、常见测量方法、检测指标、控制限设计和仿真平台；面向间歇过程的故障检测方法，包括软过渡PCA监控、基于核费希尔包络分析的故障识别、基于局部特征相关性的故障诊断；面向质量监控的全局与局部特征融合的故障诊断方法，包括基于全局加局部偏最小二乘模型、局部保持偏最小二乘模型、局部线性嵌入潜结构偏最小二乘的投影模型和鲁棒L1偏最小二乘模型的多种质量监控方法；面向故障溯源的数据与机理融合诊断方法，包括基于贝叶斯因果模型的离散系统故障预测与溯源方法、基于连续变量的故障溯源与定位方法。 本书适合工业自动化、过程监控、系统安全等相关领域科技人员参考使用，也可供高校相关专业的高年级本科生和研究生学习。

“信息科学技术学术著作丛书”序
前言
第1章 背景
1.1 引言
1.1.1 过程监控方法
1.1.2 基于多元统计分析的过程监控
1.2 故障检测指标
1.2.1 T2统计
1.2.2 平方预测误差
1.2.3 马哈拉诺比斯距离
1.2.4 综合指标
1.2.5 非高斯分布的控制限
参考文献
第2章 单观测空间的多元统计
2.1 主成分分析
2.1.1 PCA的数学原理
2.1.2 主成分提取算法
2.1.3 基于PCA的故障检测
2.2 费希尔判别分析
2.2.1 FDA的数学原理
2.2.2 FDA与PCA的比较
参考文献
第3章 双观测空间的多元统计分析
3.1 典型相关分析
3.1.1 CCA的数学原理
3.1.2 基于特征值分解的CCA求解
3.1.3 基于SVD分解的CCA算法
3.1.4 基于CCA的故障检测
3.2 偏最小二乘
3.2.1 PLS的数学基础
3.2.2 PLS算法
3.2.3 交叉验证
参考文献
第4章 故障诊断的仿真平台
4.1 TE过程
4.2 青霉素间歇发酵过程
4.3 基于PCA、CCA和PLS的故障检测
4.4 基于FDA的故障分类
4.5 结论
参考文献
第5章 多模态间歇过程的软过渡PCA监控
5.1 间歇过程多模态sub-PCA监控方法
5.2 基于SVDD的动态软过渡sub-PCA监控
5.2.1 基于扩展载荷矩阵的模态粗划分
5.2.2 基于SVDD的模态细化分
5.2.3 软过渡多模态的PCA监控模型
5.2.4 软过渡主成分分析监控程序
5.3 案例研究
5.3.1 模态识别与建模
5.3.2 正常批次的监控
5.3.3 故障批次的监控
5.4 结论
参考文献
第6章 面向原始测量空间的统计分解与检测
6.1 统计量分解
6.1.1 T2统计量分解
6.1.2 SPE统计量分解
6.1.3 面向原始测量空间的故障检测
6.2 基于融合统计量的故障检测
6.2.1 统计量融合设计
6.2.2 融合指标的控制限
6.3 案例研究
6.3.1 基于两个分解统计量的检测
6.3.2 基于融合指标的监控
6.3.3 比较分析
6.4 结论
参考文献
第7章 基于核费希尔包络分析的故障识别
7.1 基于KFEA的过程监控
7.1.1 KFEA
7.1.2 检测指标
7.1.3 基于KFEA-PCA的间歇过程综合诊断
7.2 基于KFEA-PCA的仿真实验
7.2.1 对已有故障类型的诊断效果
7.2.2 对未知故障类型的诊断效果
7.3 结论
参考文献
第8章 基于局部特征相关性的故障诊断
8.1 基于KEDA的故障识别
8.1.1 KEDA
8.1.2 仿真实验
8.2 流形学习和判别分析融合的故障识别
8.2.1 LLEDA
8.2.2 NPEDA
8.2.3 基于LLEDA和NPEDA方法的故障诊断
8.2.4 基于LLEDA和NPEDA方法的故障诊断仿真研究
8.3 基于聚类-LLEDA的混合型故障检测
8.3.1 混合型故障检测方法
8.3.2 仿真研究
8.4 结论
参考文献
第9章 全局与局部融合的潜结构投影
9.1 全局结构与局部结构的融合动因
9.2 降维过程的数学描述
9.2.1 PLS目标优化
9.2.2 LPP与PCA优化目标相似性
9.3 GLPLS方法简介
9.4 GPLPLS基本原理
9.4.1 GPLPLS模型
9.4.2 GPLPLS模型之间的关系
9.4.3 GPLPLS模型的主成分
9.5 基于GPLPLS的质量监控
9.5.1 基于GPLPLS的过程与质量监控
9.5.2 后验监控评估
9.6 TE过程仿真分析
9.6.1 模型与讨论
9.6.2 故障诊断分析
9.6.3 不同GPLPLS模型的比较
9.7 结论
参考文献
第10章 局部保持偏最小二乘回归
10.1 PCA、PLS和LPP的关系
10.2 LPPLS模型及基于LPPLS的故障检测
10.2.1 LPPLS模型
10.2.2 基于LPPLS的过程及质量监控
10.2.3 局部保持能力分析
10.3 案例研究
10.3.1 PLS、GLPLS和LPPLS模型
10.3.2 质量监控分析
10.4 结论
参考文献
第11章 局部线性嵌入正交的潜结构投影
11.1 GPLPLS、LPPLS和LLEPLS方法的比较
11.2 LLE概述
11.3 LLEPLS和基于LLEPLS的故障检测
11.3.1 LLEPLS
11.3.2 基于LLEPLS的过程监控
11.4 LLEOPLS模型和基于LLEOPLS的故障检测
11.5 案例研究
11.5.1 模型和讨论
11.5.2 故障检测分析
11.6 结论
参考文献
第12章 新型鲁棒潜结构投影
12.1 鲁棒PLS的发展
12.2 RSPCA介绍
12.3 L1PLS基本原理
12.4 基于L1PLS的监控模型
12.5 TE过程仿真分析
12.5.1 主成分的鲁棒性分析
12.5.2 预测和监控性能的鲁棒性
12.6 结论
参考文献
第13章 基于离散变量的贝叶斯因果网络
13.1 贝叶斯因果网络的构建
13.1.1 贝叶斯因果网络的描述
13.1.2 因果结构的构建
13.1.3 因果网络参数学习
13.2 基于因果图模型的推理预测
13.3 实验验证
13.3.1 公开数据集案例
13.3.2 TE过程的