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Fault diagnosis based on fuzzy support vector machine with parameter tuning and feature 
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MAOYonga;XIAZhenga;YINZhenga;SUNYouxiana;WANZhengb   

  1. a State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
    b School of Information Technology, Jiangxi University of Finance & Economics, Nanchang 330013, China
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2007-04-28 Published:2007-04-28
  • Contact: MAO Yong

基于结合参数整定和特征选择策略的模糊支持向量机的故障诊断

毛勇a; 夏铮a; 尹征a; 孙优贤a; 万征b   

  1. a State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
    b School of Information Technology, Jiangxi University of Finance & Economics, Nanchang 330013, China
  • 通讯作者: 毛勇

Abstract: This study describes a classification methodology based on support vector machines (SVMs), which offer superior classification performance for fault diagnosis in chemical process engineering. The method incorporates an efficient parameter tuning procedure (based on minimization of radius/margin bound for SVM’s leave-one-out errors) into a multi-class classification strategy using a fuzzy decision factor, which is named fuzzy support vector machine (FSVM). The datasets generated from the Tennessee Eastman process (TEP) simulator were used to evaluate the classification performance. To decrease the negative influence of the auto-correlated and irrelevant variables, a key variable identification procedure using recursive feature elimination, based on the SVM is implemented, with time lags incorporated, before every classifier is trained, and the number of relatively important variables to every classifier is basically determined by 10-fold cross-validation. Performance comparisons are implemented among several kinds of multi-class decision machines, by which the effectiveness of the proposed approach is proved.

Key words: fuzzy support vector machine, parameter tuning, fault diagnosis, key variable identification

摘要: This study describes a classification methodology based on support vector machines (SVMs), which offer superior classification performance for fault diagnosis in chemical process engineering. The method incorporates an efficient parameter tuning procedure (based on minimization of radius/margin bound for SVM’s leave-one-out errors) into a multi-class classification strategy using a fuzzy decision factor, which is named fuzzy support vector machine (FSVM). The datasets generated from the Tennessee Eastman process (TEP) simulator were used to evaluate the classification performance. To decrease the negative influence of the auto-correlated and irrelevant variables, a key variable identification procedure using recursive feature elimination, based on the SVM is implemented, with time lags incorporated, before every classifier is trained, and the number of relatively important variables to every classifier is basically determined by 10-fold cross-validation. Performance comparisons are implemented among several kinds of multi-class decision machines, by which the effectiveness of the proposed approach is proved.

关键词: fuzzy support vector machine;parameter tuning;fault diagnosis;key variable identification