烧结过程烧结终点预报模型研究

摘要

烧结作为高炉炼铁的一个重要流程，直接影响到高炉炉况和钢铁产量。烧结终点是烧结结束时的位置，是与烧结矿产量、质量和成本密切相关的关键参数。由于烧结终点滞后于烧结过程的特性，需要建立烧结终点的预报模型，对烧结终点值进行提前预报。
　　本文详细介绍了烧结生产的工艺流程，重点分析了点火烧结这一决定烧结终点的核心环节。由于现场没有直接检测烧结终点的装置，需要通过其他参数对烧结终点进行间接测量，综合分析几种计算烧结终点的方法，采用风箱废气温度判断法来间接测量烧结终点，并根据大烟道废气温度标准值对终点值进行了修正。针对烧结过程的特点，详尽分析了影响烧结终点的因素，选择通过点火温度、主管负压、水分含量、机速四个变量建立与烧结终点之间的关系。针对烧结过程多变量、大时滞、大惯性、非线性的特点，建立了烧结终点预报NARMAX模型。
　　NARMAX模型的变量阶次对模型的精度具有重要影响，为了求取所建立的NARMAX模型阶次，引入了相空间重构理论，分两步对NARMAX模型进行求取。先求取各变量的采样间隔然后求取整个模型的变量阶次，重点阐述了互信息法和伪临近点算法确定模型结构的过程，并通过仿真实验确定了各变量的采样间隔以及阶次。
　　本文采用支持向量机对烧结终点预报NARMAX模型进行辨识。支持向量机参数对模型的精度有较大影响，传统方法确定参数存在着诸多不足，本文通过粒子群优化算法对支持向量机参数进行了优化。通过仿真对比实验，验证了基于互信息法确定采样间隔和基于伪临近点法确定变量阶次的合理性，以及粒子群优化支持向量机模型对于其他模型的优势。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 烧结生产流程简介

1．3 烧结终点预报研究与应用现状

1．4 系统建模方法的研究现状

1．5 本文的目的和主要工作

第2章 烧结生产设备及工艺过程

2．1 烧结生产主要设备

2．1．1 烧结设备

2．1．2 布料设备

2．1．3 点火装置

2．2 烧结生产工艺过程

2．3 本章小结

第3章 烧结终点及影响因素分析

3．1 烧结终点的判定

3．1．1 机理分析

3．1．2 计算方法

3．1．3 修正方法

3．2 影响烧结终点的因素分析

3．3 本章小结

第4章 基于NARMAX模型的终点预报

4．1 烧结终点预报模型结构

4．2 模型结构参数的确定

4．2．1 基于相空间重构理论的模型结构分析

4．2．2 基于互信息算法采样间隔的确定

4．2．3 基于FNN算法的变量阶次的确定

4．3 实验与分析

4．3．1 数据预处理

4．3．2 采样间隔

4．3．3 变量阶次

4．4 本章小结

第5章 基于支持向量机的模型辨识

5．1 回归型支持向量机原理

5．2 基于粒子群优化算法的建模参数的确定

5．2．1 核函数参数及惩罚因子的作用

5．2．2 粒子群优化算法原理

5．2．3 粒子群算法优化支持向量机步骤

5．3 仿真研究与结果分析

5．3．1 PSO-SVM仿真结果

5．3．2 PSO-SVM与其他方法比较

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢