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本发明公开了一种基于变分自编码器模型的污水处理过程故障监测方法，用于解决由于处理污水过程数据的非高斯性和非线性导致的监测结果不准确的问题。本发明包括“离线训练”和“在线监测”两个阶段。“离线训练”包括：首先对采集的正常数据进行归一化处理，然后利用变分自编码器建立离线训练模型。“在线监测”包括：对新采集到的数据利用正常数据的均值和方差进行归一化处理，并利用在离线状态训练好的模型实现在线监测。本发明利用变分自编码器提取包含非线性信息和服从高斯分布的特征，可以更好的实现对污水处理过程的准确监测。
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