基于数据驱动的高炉冶炼操作参数优化

发布时间：2021-04-23 11:02

　　高炉炼铁是生铁冶炼的主要方法，但是冶炼过程复杂，导致其优化控制面临许多困难：首先由于炼铁过程涉及诸多物质与能量间的变换传送过程，并且矿源复杂，工况多变，难以建立精确数学模型。其次高炉过程参数和生产目标的非线性关系难以描述和估计，且参数之间的强耦合特性，导致优化控制极其困难。为此，本文利用数据挖掘技术，从生产过程积累的海量数据中挖掘出冶炼过程的规律，快速有效地确定与当前工况条件相适应的最优操作参数（喷煤量、风量、富氧率）。对于高炉生产中的节能减排、增产降耗从而提高其经济指标、增强企业竞争力等具有重要意义。本文在深入了解高炉冶炼机理的基础之上，研究了高炉冶炼操作参数优化方法。结合高炉冶炼过程操作参数的特征、冶炼过程的复杂性及其优化控制的研究现状，提出了基于数据驱动的高炉冶炼操作参数优化方法，该方法包含了：1)高炉铁水硅含量；2)入炉焦比以及煤比等经济技术指标的预报；3)操作参数寻优算法等,实现高炉冶炼操作参数的优化。本文取得的主要研究成果如下：（1）提出了基于数据驱动的高炉冶炼操作参数优化框架。本框架包括模式匹配准备过程、操作模式多级匹配过程以及操作模式演化过程。该框架首先根据综合工况评价... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 模式匹配与演化概述及定义
    1.2 课题研究背景及意义
        1.2.1 课题研究背景
        1.2.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 论文主要内容
2 高炉冶炼过程机理分析
    2.1 高炉冶炼工艺流程
    2.2 模式匹配与演化参数选取
        2.2.1 相关性分析
        2.2.2 状态参数
        2.2.3 操作参数
        2.2.4 工艺指标参数
    2.3 小结
3 高炉冶炼操作参数优化框架及数据预处理
    3.1 高炉冶炼操作参数优化框架
    3.2 高炉冶炼过程数据处理
        3.2.1 异常数据的剔除与平滑
        3.2.2 数据的时间序列分析处理
        3.2.3 优良操作模式库的建立
        3.2.4 数据的规范化处理
    3.3 小结
4 高炉冶炼参数优化之操作模式匹配过程
    4.1 高炉冶炼过程操作模式多级匹配方法
    4.2 操作模式相似性度量方法
    4.3 模糊C 均值聚类算法原理
    4.4 仿真实验
    4.5 小结
5 高炉冶炼参数优化之操作模式演化过程
    5.1 高炉冶炼过程工艺指标预测模型
        5.1.1 小波神经网络算法原理
        5.1.2 工艺指标模型的建立
        5.1.3 仿真实验
    5.2 高炉冶炼操作参数寻优算法
        5.2.1 粒子群寻优算法原理
        5.2.2 粒子群算法寻优过程
        5.2.3 仿真实验
    5.3 小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铜闪速熔炼过程操作模式快速匹配策略[J]. 桂卫华,刘建华,谢永芳.  控制与决策. 2013(01)
[2]高炉下部气固湍流和煤粉燃烧的数值模拟与优化研究[J]. 梁健国,闫红杰,张家元.  钢铁研究. 2012(04)
[3]基于火焰图像的回转窑烧成状态识别方法研究[J]. 李帷韬,周晓杰,柴天佑.  仪器仪表学报. 2011(10)
[4]相关性粒子群优化模型[J]. 申元霞,王国胤,曾传华.  软件学报. 2011(04)
[5]铜转炉吹炼过程熔剂加入量的模糊操作模式挖掘方法[J]. 胡志坤,桂卫华,阳春华,彭小奇.  控制与决策. 2010(11)
[6]基于多源数据特征融合的球磨机负荷软测量[J]. 汤健,赵立杰,岳恒,柴天佑.  浙江大学学报(工学版). 2010(07)
[7]节能减排 低碳炼铁 实现中国高炉生产的科学发展[J]. 杨天钧,张建良,左海滨.  中国冶金. 2010(07)
[8]基于初始聚类中心选取的改进FCM聚类算法[J]. 张慧哲,王坚.  计算机科学. 2009(06)
[9]生产制造全流程优化控制对控制与优化理论方法的挑战[J]. 柴天佑.  自动化学报. 2009(06)
[10]基于数据驱动的铜闪速熔炼过程操作模式优化及应用[J]. 桂卫华,阳春华,李勇刚,贺建军,尹林子.  自动化学报. 2009(06)

博士论文
[1]时间序列模式匹配技术研究[D]. 张勇.华中科技大学 2012
[2]粒子群算法的基本理论及其改进研究[D]. 刘建华.中南大学 2009
[3]复杂有色金属熔炼过程操作模式智能优化方法研究[D]. 胡志坤.中南大学 2005

硕士论文
[1]铜闪速熔炼过程基于操作模式匹配与演化的操作优化方法[D]. 陈新.中南大学 2012
[2]铜闪速熔炼操作参数优化的研究与应用[D]. 颜青君.中南大学 2007



本文编号：3155209