炭阳极质量参数多目标决策方法研究
发布时间：2021-06-23 21:49
在现代铝工业中使用的是霍尔—埃鲁电解法生产电解铝。电解槽是电解铝生产中的主体设备,其炭素材料则是电解槽的阳极,起着导电及参与化学反应的双重作用。因此炭阳极（又称预焙阳极）的生产在铝电解生产过程中是非常重要的关键环节。在炭阳极材料生产过程中,煅烧与焙烧是炭阳极生产中两个非常重要的工艺阶段,直接影响着炭阳极的产品质量,生产的能耗及环境控制等,是国家十一、十二、十三五规划严格要求电解铝生产实现节能减排、科学生产的关键环节之一。论文对国内外阳极煅烧及焙烧技术的发展及研究进行了综述,并对两阶段技术改进与控制方式进行了分析。在总结以往理论研究的基础上,以阳极煅烧及焙烧的工艺特点为依据,以阳极质量控制为目标,给出了炭阳极煅烧生产过程质量控制建模、焙烧生产过程质量控制及多目标模糊决策优化焙烧工艺参数等具体方法,.并进行了仿真与实验验证对比。其研究的主要工作分为以下几点：1、将在现场采集的数据进行统计处理,运用RHM（Resampling by Half-Mean）方法进行异常值剔除,建立了提高后期数据建模精度的有效方法。2、将PSO（Particle Swarm Optimization）和GA（Ge...
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3燎烧车间物料抽送生产流程
巧装．４．４?Ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ?ｗｏｒｋｓｈｏｐ?ｆｂｍａｃｅ?ｃｈａｍｂ巧?ｃｏｎｔｒｏｌ??４．３炭阳极锻餘质量捏制建模??国外大型石油焦生产厂及专业锻后焦生产厂家多使用回转畜锻烧炉，锻烧技术也相??对成熟，我国国内部分大型铅厂的炭阳极生产车间配备的为回转畜，而多数炭阳极生产??厂或是专业般后焦厂及中小型的电解侣厂都采用的是罐式炉。由于罐式般烧炉与回转畜??在工艺设计及生产过程中有较大差别，而国内对于罐式炉锻烧技术的研究主要集中在提??高单罐产能，提升加料卸料的机械化、自动化程度，锻烧炉烟气余热的利用及环保的治??理等，对于罐式炉锻烧过程中热工制度模拟较少，而质量控制的研究尚无。总结下来，??针对罐式炉股烧过程的模型研究目前主要是罐式淑烧炉热平衡分析及罐式锻烧炉数值??仿真。??研巧从控制学的角度出发，将现有的智能建模方法与罐式炉王艺特点相结合，运用??神经网络建立石油焦般烧工苦参数与般后焦质量参数之间的模型，并用ＧＡ及ＰＳ０算法??对模型参数进行优化，最终得到石油焦质量按制模型。??４．３．１般烧数据处理??
?第３１页??图４．５中红色曲线为ＰＳＯ优化结果，蓝色曲线为ＧＡ优化结果，可看出，通过３００??次的寻优，随着迭代次数的增加，ＧＡ优化ＲＢＦ网络参数，收敛速度较快，但适应度Ｇ??减少的很少，精度较低。??ＧＡ貪巧化化ＲＢＦ网络权值中巧小误爸进化过程??＂５０?Ｒ?１?１?１?１?■?Ｉ??＂伯ＧＡ?Ｉ??＼??ＰＳＯ?Ｉ??１１２０?■?－??１１００?－?Ｖ?－??盤１脚ｋ?－??５?Ｖ??，０６０?Ｊ?－??１０４０?－?－??１０２０?－??１？０?班?１００?１班抑?２甜?３００??迭代及對??困４乂智能巧法优化ＲＢＦ＃ａ?（输化虽为粉末比电阻）??Ｆｉｇ．?４．６?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ｏｐｔｉｍｉｚｅ?ＲＢＦ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｔｈｅ?ｏｕｔｐｕｔ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）??由图４．６结果看出，经过３００次寻优后，ＰＳＯ优化曲线趋于平稳，在优化网络参数??中，随着迭代次数的增加，Ｇ逐渐减小，可见ＰＳＯ可更好的找出ＲＢＦ网络的权值，??优化效果精度较好。??４．３．３建模试验结果??研巧选取剔除异常值后２００组数据，用前１００组数据进行ＲＢＦ网络训练，得到锻烧控??制模型。再用另１００姐数据进行校验，得到炭阳极每个质量参数的预测输出，将预测输??出和校验数据进行比对
【参考文献】：
期刊论文
[1]罐式煅烧炉数值仿真与优化研究[J]. 周善红,罗立军. 炭素技术. 2014(02)
[2]罐式煅烧炉数值模拟研究[J]. 周善红,孙毅,刘朝东. 轻金属. 2013(12)
[3]敞开式阳极焙烧炉底部结构的优化研究[J]. 高广轶,侯克文. 有色冶金节能. 2013(04)
[4]罐式煅烧炉热平衡测试与分析[J]. 冯文革. 轻金属. 2013(07)
[5]罐式煅烧炉热平衡分析[J]. 李山梅. 现代冶金. 2013(03)
[6]铝电解技术研究及发展方向探讨[J]. 赵亮,高艳军. 科技创新导报. 2013(17)
[7]基于两阶段多目标模糊决策的乒乓球机器人击球点选择[J]. 苏虎,徐德,陈国栋,方灶军. 控制理论与应用. 2013(05)
[8]敞开式阳极焙烧炉火道顶部结构的优化研究[J]. 高广轶. 轻金属. 2013(05)
[9]阳极焙烧炉焙烧过程三维数值模拟模型[J]. 刘朝东,崔银河,周善红. 轻金属. 2013(04)
[10]无线通信技术在阳极焙烧炉燃控系统中的应用[J]. 李勇刚,李伟. 轻金属. 2013(03)
博士论文
[1]大容量节能铝电解槽多物理场耦合建模及结构优化研究[D]. 徐宇杰.中南大学 2014
[2]铝用炭阳极制备关键技术研究及工程化应用[D]. 刘风琴.中南大学 2010
[3]炭素煅烧回转窑热工过程及优化结构的研究[D]. 王春华.东北大学 2009
[4]阳极焙烧系统的检测、建模与控制[D]. 李晓斌.西安理工大学 2007
[5]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
[6]阳极焙烧炉焙烧过程的数值模拟与试验研究[D]. 张立麒.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]氧化铁红回转窑焙烧温度控制系统研究[D]. 胡杰.中南大学 2011
[2]模糊神经网络及其在回转窑控制中的应用[D]. 李小艳.西安电子科技大学 2008
[3]提高电解铝预焙阳极质量的研究[D]. 张平.中南大学 2004
本文编号：3245709
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3燎烧车间物料抽送生产流程
巧装．４．４?Ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ?ｗｏｒｋｓｈｏｐ?ｆｂｍａｃｅ?ｃｈａｍｂ巧?ｃｏｎｔｒｏｌ??４．３炭阳极锻餘质量捏制建模??国外大型石油焦生产厂及专业锻后焦生产厂家多使用回转畜锻烧炉，锻烧技术也相??对成熟，我国国内部分大型铅厂的炭阳极生产车间配备的为回转畜，而多数炭阳极生产??厂或是专业般后焦厂及中小型的电解侣厂都采用的是罐式炉。由于罐式般烧炉与回转畜??在工艺设计及生产过程中有较大差别，而国内对于罐式炉锻烧技术的研究主要集中在提??高单罐产能，提升加料卸料的机械化、自动化程度，锻烧炉烟气余热的利用及环保的治??理等，对于罐式炉锻烧过程中热工制度模拟较少，而质量控制的研究尚无。总结下来，??针对罐式炉股烧过程的模型研究目前主要是罐式淑烧炉热平衡分析及罐式锻烧炉数值??仿真。??研巧从控制学的角度出发，将现有的智能建模方法与罐式炉王艺特点相结合，运用??神经网络建立石油焦般烧工苦参数与般后焦质量参数之间的模型，并用ＧＡ及ＰＳ０算法??对模型参数进行优化，最终得到石油焦质量按制模型。??４．３．１般烧数据处理??
?第３１页??图４．５中红色曲线为ＰＳＯ优化结果，蓝色曲线为ＧＡ优化结果，可看出，通过３００??次的寻优，随着迭代次数的增加，ＧＡ优化ＲＢＦ网络参数，收敛速度较快，但适应度Ｇ??减少的很少，精度较低。??ＧＡ貪巧化化ＲＢＦ网络权值中巧小误爸进化过程??＂５０?Ｒ?１?１?１?１?■?Ｉ??＂伯ＧＡ?Ｉ??＼??ＰＳＯ?Ｉ??１１２０?■?－??１１００?－?Ｖ?－??盤１脚ｋ?－??５?Ｖ??，０６０?Ｊ?－??１０４０?－?－??１０２０?－??１？０?班?１００?１班抑?２甜?３００??迭代及對??困４乂智能巧法优化ＲＢＦ＃ａ?（输化虽为粉末比电阻）??Ｆｉｇ．?４．６?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ｏｐｔｉｍｉｚｅ?ＲＢＦ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｔｈｅ?ｏｕｔｐｕｔ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）??由图４．６结果看出，经过３００次寻优后，ＰＳＯ优化曲线趋于平稳，在优化网络参数??中，随着迭代次数的增加，Ｇ逐渐减小，可见ＰＳＯ可更好的找出ＲＢＦ网络的权值，??优化效果精度较好。??４．３．３建模试验结果??研巧选取剔除异常值后２００组数据，用前１００组数据进行ＲＢＦ网络训练，得到锻烧控??制模型。再用另１００姐数据进行校验，得到炭阳极每个质量参数的预测输出，将预测输??出和校验数据进行比对
【参考文献】：
期刊论文
[1]罐式煅烧炉数值仿真与优化研究[J]. 周善红,罗立军. 炭素技术. 2014(02)
[2]罐式煅烧炉数值模拟研究[J]. 周善红,孙毅,刘朝东. 轻金属. 2013(12)
[3]敞开式阳极焙烧炉底部结构的优化研究[J]. 高广轶,侯克文. 有色冶金节能. 2013(04)
[4]罐式煅烧炉热平衡测试与分析[J]. 冯文革. 轻金属. 2013(07)
[5]罐式煅烧炉热平衡分析[J]. 李山梅. 现代冶金. 2013(03)
[6]铝电解技术研究及发展方向探讨[J]. 赵亮,高艳军. 科技创新导报. 2013(17)
[7]基于两阶段多目标模糊决策的乒乓球机器人击球点选择[J]. 苏虎,徐德,陈国栋,方灶军. 控制理论与应用. 2013(05)
[8]敞开式阳极焙烧炉火道顶部结构的优化研究[J]. 高广轶. 轻金属. 2013(05)
[9]阳极焙烧炉焙烧过程三维数值模拟模型[J]. 刘朝东,崔银河,周善红. 轻金属. 2013(04)
[10]无线通信技术在阳极焙烧炉燃控系统中的应用[J]. 李勇刚,李伟. 轻金属. 2013(03)
博士论文
[1]大容量节能铝电解槽多物理场耦合建模及结构优化研究[D]. 徐宇杰.中南大学 2014
[2]铝用炭阳极制备关键技术研究及工程化应用[D]. 刘风琴.中南大学 2010
[3]炭素煅烧回转窑热工过程及优化结构的研究[D]. 王春华.东北大学 2009
[4]阳极焙烧系统的检测、建模与控制[D]. 李晓斌.西安理工大学 2007
[5]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
[6]阳极焙烧炉焙烧过程的数值模拟与试验研究[D]. 张立麒.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]氧化铁红回转窑焙烧温度控制系统研究[D]. 胡杰.中南大学 2011
[2]模糊神经网络及其在回转窑控制中的应用[D]. 李小艳.西安电子科技大学 2008
[3]提高电解铝预焙阳极质量的研究[D]. 张平.中南大学 2004
本文编号：3245709
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