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焦炭生产过程的产品质量建模与优化控制研究

作　者: 吴丽娟
导　师: 孔金生
学　校: 郑州大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 焦炭生产过程 质量模型 模糊神经网络 小波神经网络 质量优化与质量控制
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


焦炭生产过程是一个具有严重的非线性、时变、多参数和不确定性等特点的复杂工业过程,其主要产品是焦炭。焦炭是高炉炼铁中的主要燃料和原料,起着还原剂和支撑骨架的重要作用,其质量直接影响着各用焦行业后续工业生产的可靠性与稳定性,实现对焦炭生产过程产品质量的优化控制,建立焦炭质量的模型是十分必要的。而焦炭生产过程干扰因素和不确定因素众多,建立其质量模型和实施产品质量优化与控制存在很大的困难。本文根据焦炭生产过程的实际情况,对焦炭生产过程质量建模和质量优化方法进行深入的研究,取得了一些具有实际意义的结果,论文主要内容如下：在对焦炭生产过程及成焦机理分析的基础上,提出焦炭生产过程产品质量建模和质量控制的问题,对焦炭质量指标和影响焦炭质量的因素进行了深入剖析和探讨,确定了质量模型的输入、输出。对焦炭生产过程数据进行了筛选与样本数据选取,并对样本数据进行了预处理,在对模糊神经网络及其建模分析的基础上,给出了基于模糊神经网络的焦炭质量模型建模方法。通过实际数据的仿真结果表明本文所给出的方法收敛速度较快,具有较高的预测精度和命中率。在对遗传算法优化小波网络进行分析的基础上,给出了基于自适应遗传算法优化小波神经网络的焦炭质量模型,仿真结果表明所给出的方法预测精度高,预测效果好。最后,在建立焦炭生产过程产品质量模型的基础上,分析确立了焦炭质量优化模型的目标函数和约束条件,建立了焦炭生产过程产品质量的优化模型,并利用广义梯度算法获得了优化解,即最优的配合煤性能指标,为实施焦炭生产过程产品质量控制奠定了基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 焦炭生产质量建模与质量控制的意义  10-11
  1.2 焦炭质量建模及优化控制的研究现状  11-14
    1.2.1 焦炭质量建模方法的研究  11-13
    1.2.2 焦炭质量优化控制的研究  13-14
  1.3 论文主要内容和结构  14-16
2 焦炭生产过程及其质量影响因素分析  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 焦炉生产过程及成焦机理分析  16-18
    2.2.1 焦炭生产过程  16-17
    2.2.2 焦炭成焦机理分析  17-18
  2.3 焦炭分类及其质量指标分析  18-19
    2.3.1 焦炭的分类  18-19
    2.3.2 焦炭质量指标分析  19
  2.4 焦炭质量影响因素分析  19-25
    2.4.1 影响焦炭质量的因素分析  20-22
    2.4.2 配合煤质量指标灰色关联分析  22-25
  2.5 焦炭生产过程质量建模与质量控制问题  25-26
  2.6 小结  26-27
3 基于模糊神经网络的焦炭质量模型  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 焦炭生产过程数据预处理  27-28
    3.2.1 数据筛选与样本数据的选取  27-28
    3.2.2 样本数据归一化处理  28
  3.3 模糊神经网络原理及其建模分析  28-32
    3.3.1 模糊神经网络原理  29-31
    3.3.2 利用模糊神经网络原理建模及其分析  31-32
  3.4 基于模糊神经网络的焦炭质量模型  32-38
    3.4.1 建模方法  32-34
    3.4.2 模型及其结果分析  34-38
  3.5 小结  38-39
4 基于GA优化小波神经网络的焦炭质量模型  39-51
  4.1 引言  39
  4.2 基于GA优化小波神经网络  39-43
    4.2.1 小波神经网络  39-41
    4.2.2 GA优化小波神经网络  41-43
  4.3 遗传算法优化小波神经网络的焦炭质量模型  43-50
    4.3.1 建模方法  43-45
    4.3.2 模型及结果分析  45-50
  4.4 小结  50-51
5 基于焦炭质量模型的质量优化研究  51-59
  5.1 引言  51
  5.2 焦炭生产过程质量优化与质量控制  51-52
  5.3 模型输出优化及其分析  52-55
    5.3.1 模型优化问题分析  52-54
    5.3.2 基于小波神经网络模型的优化分析  54-55
  5.4 基于焦炭生产过程质量模型的质量优化  55-58
    5.4.1 问题描述  55-56
    5.4.2 优化算法  56-57
    5.4.3 质量优化结果分析  57-58
  5.5 小结  58-59
6 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
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