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【6h】

基于GA-BP混合算法的转炉终点优化控制模型

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文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2转炉终点控制技术现状

1.2.1转炉静态控制

1.2.2转炉动态控制

1.2.3转炉静态控制模型的重要性

1.2.4转炉终点优化控制技术

1.2.5人工智能技术在转炉终点控制中的应用

1.3 BP神经网络的特点与应用

1.3.1人工神经网络的特点

1.3.2 BP神经网络模型原理

1.3.3 BP神经网络模型应用中的问题

1.4遗传算法及多目标优化

1.4.1遗传算法原理和特点

1.4.2遗传算法与BP算法的组合优化算法

1.4.3遗传算法的发展和应用

1.4.4.多目标遗传算法与多目标优化技术

1.5研究背景和研究内容

1.5.1研究背景

1.5.2研究内容

1.5.3本文创新

2基于小生境思想的改进适应度函数

2.1遗传算子的作用机制分析

2.1.1遗传算法的运行步骤

2.1.2遗传算法运行机制分析

2.2常用适应度函数

2.3基于小生境思想的新适应度函数的提出

2.4遗传算法性能评价指标

2.4.1收敛概率

2.4.2平均收敛时间

2.4.3种群平均距离

2.5数值实验

2.6小结

3多峰函数优化的混合遗传算法

3.1遗传算法与最速下降法的混合算法

3.1.1问题描述

3.1.2基于遗传算法-最速下降法的混合遗传算法

3.1.3混合遗传算法的实现与数值实验

3.2遗传算法与BP算法的混合算法

3.2.1 GA-BP混合遗传算法

3.2.2数值实验与比较

3.3小结

4基于GA-BP混合遗传算法的转炉终点优化控制模型

4.1攀钢转炉炼钢工艺特点

4.1.1攀钢炼钢基本流程

4.1.2攀钢炼钢原料特点

4.1.3攀钢炼钢终点控制技术

4.2转炉终点多目标优化原理

4.3基于GA-BP混合遗传算法的攀钢转炉终点预测模型

4.3.1转炉终点预测模型原理

4.3.2神经网络的结构设计

4.3.3学习样本选择

4.3.4数据标准化

4.3.5神经网络的训练算法

4.3.6转炉终点预测神经网络模型的运行机理

4.4转炉终点优化模型的优化变量

4.5转炉终点优化多目标遗传算法的个体表示

4.6转炉终点优化多目标遗传算法的群体生成

4.7攀钢转炉终点优化系统的实现

4.8本章小节

5攀钢转炉终点优化控制模型的检验

5.1计算条件

5.1.1模型的输入输出变量

5.1.2模型主要运行参数设置

5.2攀钢转炉终点预测结果及分析

5.2.1低拉增碳工艺下的终点预测

5.2.2高拉补吹工艺下的终点预测

5.3攀钢转炉冶炼工艺参数优化结果及分析

5.4结果讨论

5.4.1转炉终点预测模型的结果讨论

5.4.2转炉终点多目标优化模型的结果讨论

6结论

致 谢

参考文献

附录:研究生期间发表的论文

独创性声明和学位论文使用授权书

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摘要

本文在分析人工神经网络等技术在炼钢终点控制中的应用现状基础上,针对遗传算法早熟收敛和BP神经网络容易陷入局部优化点的问题,提出了一种基于小生境思想的改进适应度函数以克服遗传算法的早熟收敛问题;构建了一种用遗传算法来加速BP神经网络学习过程的混合算法;构建了一种基于GA-BP的混合遗传算法来综合遗传算法的全局优化能力和BP神经网络的快速收敛能力.采用收敛概率、平均收敛时间和种群距离等评价指标以多峰函数优化问题对混合遗传算法进行了研究.研究表明:改进的适应度函数能有效提高遗传算法性能,混合算法用于神经网络训练能有效避免陷入局部最优并且具有较快的收敛速度.建立了基于GA-BP混合遗传算法的转炉炼钢终点预测模型,在预测精度为终点[C]±0.02%、终点温度T±15℃的情况下,用攀钢转炉炼钢

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