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《中南大学》 2001年
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人工智能与混沌理论在铜锍吹炼炉实时仿真与优化决策中的应用研究

姚俊峰  
【摘要】: 铜锍吹炼过程是一类具有多变量、非线性、强耦合、大惯性、时变性和不确定性、难以实时在线控制等特点的复杂对象,铜锍吹炼过程优化决策与控制的目的是为了提高劳动生产率,实现优质高产和降低能源消耗。随着铜锍吹炼炉在我国的广泛应用和吹炼指标要求的提高,实现铜锍吹炼过程的自动化作业日趋重要。正因如此,提高铜锍吹炼过程的优化决策和计算机控制水平已成为吹炼过程发展的重要方向。 本文简要介绍了铜锍吹炼的基本原理,分析了铜锍吹炼的基本特性、吹炼过程的控制目标及其影响因素,对自热过程、炉衬温度场、气体喷射现象进行了解析,对造渣制度的优化进行了研究。在此基础上,以节能降耗为目标,在“数学模拟—全息仿真—整体优化”的思想方法和技术路线指导下,提出了铜锍吹炼过程风口区温度、熔剂加入制度、冷料加入制度与鼓风制度的优化策略:通过对来自生产实践的原始样本进行自标准化和噪音样本过滤处理后,运用机理分析和数理统计方法选择建模变量,将主成分分析法(PCA)、最优判别平面(ODP)和偏最小二乘法(PLS)应用于历史样本数据的模式识别, 建立了铜锍吹炼炉渣重量和成份的小波神经网络预测模型:提出了基于自回归AR(P)与三重指数平滑法的铜锍品位动态组合预测模型;利用混沌运动的遍历性和遗传算法的反演性,提出了一种混沌遗传优化算法(CGA),并对其优化效率进行了定量的评价,研究表明其寻优效果良好:针对入炉冷料种类多、成份变化大的特点,建立了冷料熔化的动力学模型;基于机理分析和人工智能技术建立了铜锍吹炼过程操作参数优化决策模型和炉况实时在线仿真检测模型;建立了利用烟气温度对某厂的造铜期终点进行预报的数学模型。 在上述研究基础上,开发了铜锍吹炼炉优化操作智能决策支持系统,将其应用于生产实践,使粗铜产量提高了6.0%,冷料处理量提高了7.8%,炉衬寿命由原来的213炉提高到235炉,提高了10.3%。 为提高智能决策支持系统的信息集成度与决策精确度,研制并建成了集管理、监测和决策于一体的铜锍吹炼炉信息集成系统并投入使用,从而实现了生产过程决策、生产状况监测和各类管理的计算机化并获得了显著的经济和社会效益。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TF355

【引证文献】
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1 刘飞飞;匡以顺;;人工神经网络在转炉炉衬红外监测中的应用[J];甘肃冶金;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 易正明;氧化铝回转窑热工分析与控制应用研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 匡以顺;基于红外热图像信息的铜转炉炉衬蚀损状态在线测量系统研究[D];江西理工大学;2007年
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
5 叶红云;倪志伟;陈恩红;;一种混合型集成学习演化决策树算法[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
6 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
7 贺勇;;单亲遗传算法的最优群体规模[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 喻洪流;钱省三;关慎远;;机电复杂系统的智能控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 胡志坤;桂卫华;阳春华;张作良;王晓丽;;连续碳酸化分解过程智能控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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1 罗启彬;基于混沌理论的遥测信息安全技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
3 王杰;基于人工智能的乒乓球比赛技战术诊断与评估研究[D];上海体育学院;2010年
4 王晓辉;中国产业结构的动态投入产出模型分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 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
7 朱丽娜;大规模网络安全态势评估与防卫技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
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1 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
4 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
6 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
7 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
8 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 王景秀;高炉炉衬厚度检测技术[J];鞍钢技术;1996年06期
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8 周国宝;略论发展我国氧化铝工业战略取向[J];世界有色金属;2004年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 丁翠娇;蒋扬虎;郑兆平;张茂杰;王杰;金承瑛;;几种燃烧器的试验研究[A];2001中国钢铁年会论文集(下卷)[C];2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈志刚;电站锅炉火焰数字图像智能检测系统研究与实现[D];重庆大学;2002年
2 郑士龙;基于神经网络的注塑成型工艺优化[D];长春理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 林祈元;张小刚;赵晶晶;;一种基于CHMM的回转窑喂煤量变化趋势预测方法[J];计算机系统应用;2011年11期
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1 姚婷婷;微小永磁器件坯料表面质量的视觉检测研究[D];江西理工大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 张林楠;铜渣中有价组分的选择性析出研究[D];东北大学;2005年
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1 张旭斌;P-S转炉熔剂加入及铜锍加入优化模型的研究[D];南昌大学;2011年
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3 熊伟;沉降电炉侧吹贫化新工艺研究[D];昆明理工大学;2013年
4 文剑锋;碱性加压氧化处理铅铜铳的工艺研究[D];中南大学;2011年
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8 王云霄;铜闪速炉分散风旋流喷吹方案的数值仿真与优化研究[D];中南大学;2011年
9 宋巍;喷吹还原渣中铜机理及流场数值模拟初步研究[D];昆明理工大学;2008年
10 苏智芳;铜转炉炉衬结构优化与耐火材料砖型设计CAD方法研究[D];西安建筑科技大学;2003年
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