仪表现场数据分析的数学方法

hangeng

本人负责单位自动化控制工作，主要是PLC和自动化仪表的维护。2011年要上一个新项目项目的主要内容是对PLC的程序进行升级。目前遇到些算法上的问题，希望MOP有算法帝、数学分析帝、神马的给与支持。问题如下：

需求：此次软件升级的目的是对现场仪采集的数据进行数据分析，根据分析的结果实时绘制时间曲线图。同时对数据突变进行识别和报警。

1        扰动的去处，搞过仪表的人都知道，现场采集到数据又都是在不断跳变的，跳变得范围低于1% 就是正常的。对于时间曲线图这个扰动不明显的，但是对于数据变化的分析这些扰动式是要消除的。否则在计算数据的变化率的时候。这些扰动将严重干扰变化率的结果。
1.1        对于扰动的出去，我想考虑用连续n个数的标准偏差作为参考，使用栈的方式，对每个新数据与原有数据进行标准偏差运算比较。如果在既定范围内，就认为新新数据的变化是扰动范围内，反之则认为采集的数据发生实际了的变化。开始计算变化率。
1.2        对于扰动中的渐变。比如现场仪表采集来的压力数据，这些数据在正常工况下都是线形渐变的，但是每个数据又是带有扰动的。如何从这些扰动的数据中分离出线形渐变的部分呢？
2        关于数组变化的分析：我们的实际需求是：
2.1        要记录每天压力，流量的变化情况，同时总结出这些变化时间特征。得到经验曲线
2.2        发现异常压力流量突变同时报警。
2.3        我个人解决思路是：
2.3.1        计算采集来的数据数组的实时斜率，对于斜率为0的时刻进行记录。这样就可以大致拿到一天内数据波动的次数。同时建立一个日，周，月，年的变化特征数据库。
2.3.2        对于突变，只要实时斜率大于某个值就进行记录报警。

在这里希望有精通数学应用的大人们，多多指点，也许对很多人来说这些太小儿科。但是，一旦应用对我们的安全生产将是质的飞跃。