学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

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

作　者: 陈新
导　师: 谢永芳
学　校: 中南大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 铜闪速熔炼操作模式相似性度量分级匹配操作模式演化
分类号: TF811
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 37次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

铜闪速熔炼是现代火法炼铜的主要方法。由于熔炼过程机理复杂、关键工艺参数无法实时测量及参数之间关联耦合严重,导致熔炼过程建模及优化控制困难。熔炼过程中积累了大量生产数据,从中提取条件参数和操作参数并将其以操作模式的形式进行描述,基于综合工况评判模型建立的优良操作模式库庞大,直接搜索与当前工况匹配的优良操作模式比较困难。针对这一问题,本文研究了操作模式匹配与演化方法,实现了铜闪速熔炼过程操作优化。针对优良操作模式库庞大引起模式匹配速度慢、匹配精度不高的问题,提出了基于马氏(Mahalanobis)距离和主元分析(PCA)相结合的操作模式相似性度量准则,提高了操作模式匹配的精确度；提出了操作模式分级匹配方法,该方法首先对优良操作模式库进行聚类,通过比较当前工况与子类中心之间的相似程度,确定当前工况所属子类,然后在该子类中,基于相似性度量准则进行操作模式的二级搜索,以确定适合当前工况的最优操作模式集,该方法提高了操作模式匹配速度。由于铜闪速熔炼过程工况变化频繁,优良模式库中可能不存在与当前工况完全匹配的操作模式,优化实施困难,为此本文提出了操作模式演化策略,该策略利用操作模式匹配获得的和当前工况最相似的操作模式集,建立操作模式与综合工况评判标准之间的关系模型,并基于该模型,采用粒子群算法进行最优操作模式的提取,进而获得适合当前工况的最优操作参数,指导生产,同时把当前工况下的优良操作模式送入优良操作模式库中,进行操作模式库的更新。采用基于操作模式匹配与演化的操作优化方法,结合某冶炼厂铜闪速熔炼实际生产过程,开发铜闪速熔炼过程操作模式优化系统,运行数据验证了所提策略的有效性、可行性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 研究现状  10-14
    1.2.1 复杂有色金属熔炼过程操作优化研究现状  10-13
    1.2.2 模式匹配与演化研究现状  13-14
  1.3 本论文主要研究内容  14-16
第二章铜闪速熔炼过程机理分析及操作优化框架  16-24
  2.1 铜闪速熔炼机理分析  16-19
    2.1.1 铜闪速熔炼工艺及设备  16-17
    2.1.2 熔炼过程主要化学反应  17-19
  2.2 闪速熔炼过程工况影响因素分析  19-20
  2.3 铜闪速熔炼过程操作优化框架  20-23
  2.4 小结  23-24
第三章铜闪速熔炼过程操作模式匹配策略  24-34
  3.1 铜闪速熔炼过程操作模式的分级匹配策略  24-26
  3.2 相似性度量方法  26-30
    3.2.1 基于距离的度量方法  26-27
    3.2.2 基于主元分析(PCA)的相似度度量方法  27-30
    3.2.3 结合Mahalanobis距离和PCA的相似性度量方法  30
  3.3 基于相似性的优良操作模式库聚类  30-32
  3.4 仿真与分析  32-33
  3.5 小结  33-34
第四章铜闪速熔炼过程操作模式演化策略  34-47
  4.1 铜闪速熔炼过程操作模式演化框架  34-35
  4.2 铜闪速熔炼过程综合工况评判指标预测模型  35-40
    4.2.1 综合工况评判指标BP神经网络模型  35-38
    4.2.2 仿真结果与分析  38-40
  4.3 基于粒子群算法的操作模式寻优  40-45
    4.3.1 粒子群算法  41-43
    4.3.2 铜闪速熔炼过程操作模式寻优  43-45
  4.4 仿真与分析  45-46
  4.5 小结  46-47
第五章铜闪速熔炼过程操作模式优化系统  47-55
  5.1 引言  47
  5.2 铜闪速熔炼过程操作模式优化系统总体架构  47-49
  5.3 功能设计  49-52
  5.4 工业应用  52-54
  5.5 小结  54-55
第六章结论与展望  55-57
  6.1 结论  55
  6.2 展望  55-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读学位期间主要的研究成果  63

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

内容摘要

全文目录

相似论文