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《浙江大学》 2008年
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高炉冶炼过程的复杂性机理及其预测研究

赵敏  
【摘要】: 高炉炼铁是钢铁工业的上游主体工序,作为国民经济支柱产业的重要组成部分,它对整个钢铁工业的发展与节能降耗都起重要的作用。本文以内蒙古包钢6#高炉在线采集的冶炼过程数据为基础,针对炼铁生产中工长关注的实际问题,主要从炉温变动的复杂性、炉温预测这两个角度深入研究高炉冶炼过程的复杂性机理及其预测,具有一定的理论意义和应用价值。 高炉炼铁过程的炉温预测数学模型研究,既是炼铁自动化中的难题,也是实际生产中工长和厂长都十分关注的重要课题。分析炉温波动并对炉温进行准确预报,将有助于提高工长的操作水平,从而达到提高利用系数和降低焦比的目的。论文的第二章对表征铁水质量和高炉炉温的含硅量[Si]时间序列分别运用替代数据法和信息冗余图像法做定量和定性的非线性检验,证明[Si]序列存在较强的非线性相关,为非线性预测方法的应用建立了理论基础。并从平稳性和序列演化的确定性角度进一步研究铁水[Si]序列的波动特征,统计逆序检验的结果表明:[Si]序列方差具有显著的非平稳特征,而相空间重构后的目标方差检验初步显示:铁水硅含量序列的可预测性介于确定性系统和混沌Lorenz系统产生的时间序列之间。在此基础上,论文第三章结合包钢6#高炉在线采集的铁水含硅量数据,应用经验模式分解、支持向量机、Volterra级数、Hopfield网络等方法从非平稳和非线性的角度对[Si]序列做单变量拟合和预报。 考虑到高炉冶炼过程是高炉主控制室指挥下的多工序复合系统,对铁水含硅量有影响的因素错综复杂,因此,仅仅考虑单一硅序列对高炉铁水含硅量做预报是不够的。根据包钢6#高炉数据采集的实际情况,论文第四章选取了风量、喷煤、料速等14个变量,通过灰色关联度和粗糙集方法深入分析变量与铁水含硅量之间的非线性相关度及这些变量之间的内部关联,对冗余信息做知识约简,确定了起主导作用的6个变量。依照所确定的变量,第五章针对现有模型不考虑噪声污染、不够稳健、无法确定输入变量与[Si]之间具体函数关系的缺点,分别运用集员辨识理论和遗传程序设计方法对包钢6#高炉连续100炉铁水含硅量[Si]做多变量时序预测,两种算法得出的命中率分别为85%和83%,具有一定的实际应用指导价值。第六章对全文的研究内容以及创新点做了归纳,并对课题的后续研究做了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TF53

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 刘毅;李平;高增梁;;用于高炉铁水质量预报的改进支持向量回归[J];浙江大学学报(工学版);2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 渐令;基于核的学习算法与应用[D];大连理工大学;2012年
2 吴波;造纸过程能源管理系统中数据挖掘与能耗预测方法的研究[D];华南理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 史燕;高炉炉温预测控制模型的研究[D];杭州电子科技大学;2009年
2 祁鹏;基于偏最小二乘的高炉铁水硅含量预测研究[D];内蒙古科技大学;2010年
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4 贾怡良;钢铁企业铁水运输组织与优化分析[D];西安建筑科技大学;2011年
5 范国锋;高磷铁矿直接熔融还原动力学复杂性研究[D];昆明理工大学;2011年
6 关英辉;子空间辨识算法在铁水硅含量中的建模研究[D];内蒙古科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 罗世华;高炉冶炼过程的分形特征辨识及其应用研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨可苹;基于小波神经网络的高炉炉温预报模型研究[D];浙江大学;2006年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 吕俊;任雪萍;;一种基于粗糙集理论的变压器故障多变量决策树诊断方法[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
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10 李广帮;赵成林;赵素华;王丽娟;张维维;;LF精炼成分预报模型的开发[J];鞍钢技术;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹宗成;;粗糙集理论在我国粮食产量预测中的应用[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
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4 王红霞;田国会;李晓磊;卜范骞;;基于地标信息融合的家庭环境机器人组合导航[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李雄;党生;;基于Rough集理论的战场侦察情报处理[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 曹爱增;陈月婷;魏军;李金屏;;一种基于EDAs和聚类分析的杂合进化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 李鑫;李力争;;基于模板匹配的固态流体流速检测算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 李潮潮;迟凯;付芳萍;车文刚;赵庆江;;基于模糊聚类的证券价格对公共信息的反应强度划分[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 赵庆江;迟凯;付芳萍;李潮潮;车文刚;;基于FCM的模糊时间序列模型及人民币汇率预测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
9 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
10 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段守军;煤炭资源潜力评价研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨媛;基于灰关联及其预测的煤矿安全管理及事故预警方法[D];河南理工大学;2010年
3 贾东芳;离散模型下的美式期权定价[D];河南理工大学;2010年
4 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
5 单文娟;铝电解槽焙烧与启动过程危险源辨识与评价研究[D];河南理工大学;2010年
6 孙明;深井底板突水判别和预测系统开发研究[D];山东科技大学;2010年
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10 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王茂华,汪保平,惠志刚;高炉专家系统的开发与应用[J];鞍钢技术;2005年01期
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10 倪文;马明生;王亚利;王中杰;刘凤梅;;熔融还原法镍渣炼铁的热力学与动力学[J];北京科技大学学报;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜伟;机器学习及数据挖掘在生物信息学中的应用研究[D];吉林大学;2011年
2 程其云;基于数据挖掘的电力短期负荷预测模型及方法的研究[D];重庆大学;2004年
3 冯丽;数据挖掘和人工智能理论在短期电力负荷预测中的应用研究[D];浙江大学;2005年
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7 沈文浩;光谱技术在制浆蒸煮过程纸浆卡伯值在线测量中的应用研究[D];华南理工大学;2000年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐昱佳;基于EMD-BP神经网络预测模型的能源管理系统设计与实现[D];复旦大学;2011年
2 刘显著;炉温预测及智能控制的研究和实现[D];浙江大学;2003年
3 蔡韵;制浆造纸企业生产调度系统建模与优化研究[D];浙江大学;2005年
4 谷应鲲;基于分布式对象技术和架构模式的企业信息系统研究[D];浙江大学;2005年
5 宋玉强;人工神经网络在时间序列预测中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2005年
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7 康旭;高炉铁水硅含量预报模型的研究[D];中南大学;2005年
8 曾燕飞;基于人工神经网络的高炉热状态预测模型研究[D];中南大学;2005年
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10 徐循进;智能控制在高炉炉温预测中应用研究[D];合肥工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈坤;在线核学习建模算法及应用研究[D];浙江大学;2011年
2 黄宇;基于量子计算的热工过程辨识研究及应用[D];华北电力大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 左精力;基于生产物流分析的钢铁企业总图设计优化研究[D];西安建筑科技大学;2012年
2 刘敏;基于模糊模型的高炉硅含量研究及预测[D];内蒙古科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 安云沛,车玉满,刘方,宫海瑞;鞍钢4号高炉热状态专家系统的开发与应用[J];鞍钢技术;1997年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 夏建涛;基于机器学习的高维多光谱数据分类[D];西北工业大学;2002年
2 徐梅;金融波动分析的小波和频域方法研究[D];天津大学;2004年
3 李启青;遥感数据处理的遗传优化及其组合算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
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6 李启会;高炉冶炼过程的模糊辨识、预测及控制[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
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1 肖健梅;芦晓明;王锡淮;;集装箱起重机防摇系统粗糙集控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 李晓丽;王彤;杜振龙;;基于粗糙集理论的流数据最优特征选择[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2005年
3 聂力;王翰虎;;一个基于粗糙集理论的分类规则学习算法[A];第十六届全国数据库学术会议论文集[C];1999年
4 王旭阳;王彤;李明;;基于粗糙集理论的分类规则挖掘方法[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2005年
5 刘永红;薛青;郑长伟;;基于粗糙集理论的C4ISR评估方法[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
6 赵明清;陶树平;;基于模糊等价关系的粗糙集[A];第二十届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2003年
7 葛丽;傅彦;;粗糙集在科学数据属性约简中的应用[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2004年
8 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 赵荣珍;杨娟;黄显华;;粗糙集理论的故障知识发现及其工程应用模式研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
10 顾成杰;张顺颐;刘凯;黄河;;基于粗糙集和禁忌搜索的特征选择方法[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 田红 记者 胥茜;论文无创新 一票能否决[N];中国教育报;2005年
2 本报记者 高大虎;高炉大型化如何摆脱焦炭困局[N];现代物流报;2011年
3 王握文周珞晶 吴丹;11篇全国优秀博士学位论文的启示[N];科技日报;2008年
4 记者 欧阳春艳;全国百篇优秀博士学位论文评选揭晓[N];长江日报;2005年
5 本报特约通讯员  汤宏;播撒创新的种子[N];解放军报;2006年
6 学位办;研究生院奖励优秀博士学位论文[N];中国社会科学院院报;2008年
7 徐宜军;哈工大博士学位论文实行匿名评议制度[N];新华每日电讯;2005年
8 孟庆波;兰炭可替代小块焦用于高炉炼铁[N];中国冶金报;2011年
9 周玲玲;2007年全国优秀博士学位论文评选结果公布[N];中国教育报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵敏;高炉冶炼过程的复杂性机理及其预测研究[D];浙江大学;2008年
2 张国军;基于粗糙集的相对属性约简算法及决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
3 马君华;粗糙集属性约简和聚类算法及其在电力自动化中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
4 刘百仓;沉淀池工况的数值模拟及流场测量[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 王艳辉;均匀大气压介质阻挡放电特性及模式研究[D];大连理工大学;2006年
6 吴迪;强流脉冲离子束与靶材相互作用的数值研究[D];大连理工大学;2006年
7 黄志新;卧螺离心机螺旋输送器结构、强度及其转鼓内的流场研究[D];北京化工大学;2007年
8 赵斌娟;双流道泵内非定常三维湍流数值模拟及PIV测试[D];江苏大学;2007年
9 张金凤;带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究[D];江苏大学;2007年
10 冯晓莹;黏土心墙水力劈裂机理试验及数值分析研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕望;基于粗糙集的车辆超载自动检测方法研究[D];长沙理工大学;2010年
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3 于兴网;粗糙集属性约简算法在数据挖掘中的研究[D];重庆大学;2004年
4 雷明;基于粗糙集理论的决策表压缩[D];华北电力大学(北京);2010年
5 魏悦亮;粗糙集在数据挖掘不确定性问题中的研究[D];中国石油大学;2010年
6 袁晓娟;基于粒计算的双论域粗糙集模型研究[D];兰州大学;2010年
7 武金艳;粗糙集与证据理论在医疗智能诊断系统中的应用研究[D];湖南大学;2010年
8 穆海芳;基于粗糙集理论的故障诊断知识获取研究[D];合肥工业大学;2010年
9 李琴;基于粗糙集的商业智能决策的研究与应用[D];广东工业大学;2011年
10 张贤勇;粗糙集的数学基础研究与两个广义粗糙集模型的探讨[D];四川师范大学;2004年
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