阳极质量分析与预测系统的研究开发

发布时间：2020-04-02 02:24

【摘要】：阳极是铝电解反应中参加电化学反应的一种电极,阳极质量的好坏也直接影响了铝电解反应的反应速度及电解槽的寿命。目前,阳极生产主要是从原料控制、煅烧温度控制、配方的优化、振动、成型混捏过程以及控制焙烧温度曲线等方面来提高阳极的质量。本文通过研究煅烧工艺参数数据和煅后焦质量参数数据、成型工艺参数数据和成型质量参数数据及焙烧工艺参数数据与阳极质量等级之间的关系建立阳极质量预测算法模型,帮助工艺人员合理调整生产工艺参数,提高阳极质量。本文首先分析了阳极生产过程中不同工序的工艺参数与质量参数之间的相关性,确定对阳极质量影响较大的特征参数,并完成特征参数的提取,之后,对提取到的特征参数数据做归一化处理。其次,使用RCNN算法建立煅烧、成型及焙烧工艺参数及质量参数与阳极质量关系的预测模型,用来获得煅烧、成型及焙烧工艺参数及质量参数与阳极质量的内在联系。然后,通过阳极生产的工序对时间维度进行池化,并加入新的卷积层和池化层,对每个阶段的特征维度进行卷积,来优化RCNN模型丢失信息的不足。最后,本文运用软件工程中需求分析、总体设计、系统功能设计、系统详细设计、编码、测试等软件开发过程开发了阳极质量分析与预测系统。系统主要实现了生产工序不同阶段的工艺参数及质量参数与阳极质量之间的关系分析,并以图表等方式展示出不同条件下阳极质量的预测结果,帮助企业调控阳极生产过程中各生产工序中主要工艺参数配置。
【图文】：

阳极焙烧炉,炉室

２．１．３焙烧工序逡逑焙烧是生产阳极最重要的一道工序。阳极焙烧炉一般由若干个炉室组成，平逡逑行排成两行，如图２－２所示，每行包括１７个炉室，每一炉室有８个料箱和９个逡逑中空火道，沿炉子主轴线平行配置。通过对焙烧炉内温度的控制和调节，可以使逡逑生块中的沥青快速发生化学反应，使生块的结构变得均匀，生产出质量合格的阳逡逑极。加强焙烧升温曲线的把控，可以很大程度上提高阳极的质量和稳定性。逡逑７逡逑

循环神经网络,后结构

其能对序列的非线性特征进行高效率学习ｗ。循环yL经网络在自然语言处理等方逡逑面有很广泛的应用。逡逑如图２－３是典型的循环神经网络，循环神经网络把每个时刻的输入与当前的逡逑模型的状态进行结合，从而得到一个输出。从图２－４中可以看出，主体结构的输逡逑入除了输入层的Ｘ，之外，还有循环边提供的当前时刻的状态。每个时刻，主体结逡逑构会读取／时刻的输入尤，并输出一个值0，，，同时主体结构的状态也会从当前步逡逑传递到下一步。在／时刻，状态＇邋则融合了前面，不，序列的信息。逡逑0ｔ逡逑１１４／逡逑Ａ逡逑图２－３典型循环网络结构逡逑°ｔ－ｉ逦0ｔ逡逑ｗ逦ｊｗ逡逑ｉ逦ｘｃ逦ｘｔｉｉ逡逑图２－４循环神经网络按时间展开后结构逡逑用比较小的非零元素来初始化隐藏单元可以提升网络结构的稳定性Ｍ。隐藏逡逑层的计算公式如下：逡逑ｈｔ邋—邋ｆｎ（ＪＪＨＨｈｔ邋－１邋＋邋ＷｉｈＸｉ邋＋邋Ｚ？／；）逦（２－１）逡逑是隐藏层激活函数，＆是隐藏单元偏置向量，是隐藏单元和输出层逡逑连接的权重。输出层的计算公式是：逡逑ｙｔ邋—邋＾ｏ＾ＪＬＪ＾Ｈｏｈｔ邋＂ｉ－邋ｂ0＾逦（２邋２）逡逑是激活函数，＆是输出层偏置向量。输入是有时间序列的，所以上述过逡逑程也是随时间＜＝（１，…，重复执行的。逡逑９逡逑
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.52;TF821

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