收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

智能集成建模理论及其在有色冶炼过程优化控制中的应用研究

王雅琳  
【摘要】: 在工业过程自动化方面,稳态优化控制已成为连续生产企业挖掘潜力、降低成本、增 产增效、提高竞争能力的重要途径。但是,由于工业过程反应机理复杂,非线性、时变、 强耦合严重,建立生产目标与操作参数间的稳态关系模型非常困难,从而影响了复杂工业 过程优化控制的实现。因此,为实现复杂工业过程的稳态优化控制,本文重点研究了工业 过程的智能集成建模方法及其工业应用。 首先,论文系统地分析和总结了过程控制、稳态优化控制、工业过程模型化研究以及 有色金属冶炼过程控制的研究现状以及存在的问题,针对现有建模方法存在的缺陷、复杂 工业过程的特点以及优化控制对模型的要求,提出智能集成建模的思想,较全面和系统地 建立了智能集成建模理论的基本框架,即给出了智能集成建模的一般定义和六种集成形 式:并联补式集成、加权并集成、串联集成、模型嵌套式集成、结构网络化集成以及部分 方法替代式集成;同时,还给出了智能集成建模的形式化描述以及工程实现。该理论框架 为新的建模方法的派生提供指导。 接着,在所提出的智能集成建模理论框架的指导下,根据NN的研究现状以及在工业 过程建模中存在的问题,以神经网络建模方法为基础探讨了三类智能集成方法,即(a)多 个神经网络之间的集成;(b)神经网络与传统建模方法间的集成;(c)神经网络与其它智能 技术(如模糊技术)间的集成。第一类集成中提出了一种自适应的监督式分布神经网络 ASDNN建模方法。该方法按照监督式聚类方法将学习样本集划分为多个具有不同特征值 的子空间,然后建立一组神经网络模型,并按模糊组合方式将多个NN连接。ASDNN模 型克服了单个神经网络在工业过程建模中出现的结构庞大、收敛慢、过拟合等问题,并且 监督式聚类不需预先设定样本集的聚类中心个数,同时,保证了基于数据的样本空间划分 的有效性和合理性;另外,ASDNN采用不同自适应学习机制实时修正网络模型,进一步 提高了模型的实时预测能力。第二类给出了嵌套式、并集补以及结构网络化三种传统方法 与神经网络集成建模的形式,并提出了一种用最小二乘法对神经网络输入加权的集成建模 方法,该方法预测精度高,收敛速度较快,适合于非线性严重,特别是输入变量较多的工 业过程。第三类集成中主要研究了一种模糊系统的网络化集成建模方法。该方法以ANFIS 网络五层结构实现Sugeno 0型和Sugeno Ⅰ型模糊模型的网络化;基于已有的专家知识或采 用竞争学习聚类方法初始化网络前件参数同时确定最初网络结构;在初始网络结构保证了 网络学习可免于陷入局部极值的前提下,采用提出的加动量项模糊增强型BP算法和最小 二乘混合学习算法提高学习速度,并用赤池信息准则AIC确定最优的网络结构;最后针对 工业过程的时变性,还增加了网络参数的递推修正以及结构的增长式修正。用该方法建模, 网络结构简单,易于学习,能较好实现模糊推理,可避免陷于局部极值点。 工业应用部分,论文以有色冶炼过程的优化控制为背景,以工业过程模型化研究为重 点,探讨了锌电解过程分时供电优化调度和铅锌火法冶炼过程的建模与优化控制问题。针 王雅琳:智能集成建模理论及其在有色冶炼过程优化控制中的应用研究 对具体的研究对象,进行了多种智能集成建模方法及其工业应用的研究,包括:昨)锌电 解过程电流效率与电流密度和酸锌比间的模糊神经网络模型;O)基于经验机理模型和 ASDNN的烧结块铅锌成分智能集成模型;k)由基于物料平衡和神经网络的数学模型和基 于专家经验的规则模型并联组成的烧结块殁硫软测量集成模型;N)基于最优权重的烧穿 点位置与透气性和台车速度的模糊规则与神经网络并联集成模型;忙)鼓风透气性与批重 和批次的输入加权式神经网络模型。工业应用结果证明了这些智能集成建模方法的可行 性、优越性和实用性。文中还在建立了过程优化模型的基础上,分别采用模拟退火算法、 专家推理和遗传算法求解了三个不同的过程优化问题。其中,锌电解过程分时供电优化调 度系统己投入生产运行,为锌电解过程带来显著的经济效益;而铅锌火法冶炼过程的优化 控制只给出部分优化仿真结果和优化控制思路,尽管如此,他们验证了智能集成模型用于 过程优化中的可行性,并能为控制的具体实施提供重耍指导。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 浩南;CA智能集成化存储[J];信息网络安全;2004年12期
2 李景荣;电子信息技术大有作为──氯碱生产过程优化控制为企业带来效益[J];电子展望与决策;1995年03期
3 陈本美,阿里·萨巴利,雅咯夫·夏马诩;离散型H_2优化控制问题有唯一解之充分和必要条件[J];控制理论与应用;1996年06期
4 牛林;苯胺生产过程中的计算机实时控制[J];自动化与仪表;1996年02期
5 李钟慎;王永初;;高阶对象的鲁棒状态优化控制[J];福州大学学报(自然科学版);2006年01期
6 谭文;王耀南;黄创霞;伍雪冬;;不确定蔡氏电路混沌系统的神经网络优化控制[J];电子与信息学报;2007年07期
7 王周缅;徐晓明;马良;;燃料电池发动机优化控制建模与元胞蚂蚁算法[J];计算机工程与应用;2007年19期
8 江浩;段殿勇;;DCS在焦炉集气管压力调节上的优化控制[J];自动化与仪器仪表;2007年05期
9 尤祥胜;;基于状态估计的电解槽优化控制[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年03期
10 樊立萍;吕建超;;SBR运行控制模式的探讨、仿真与优化[J];微计算机信息;2009年25期
11 张军英;;一类离散事件系统的优化控制与仿真[J];计算机仿真;1989年04期
12 皮亚卿;;间歇式涤纶聚酯切片生产的优化控制[J];化工自动化及仪表;1990年03期
13 贾利民,张锡第;模糊多目标优化控制[J];控制理论与应用;1992年06期
14 徐用懋;王雄;黄正军;王立军;;连续退火炉的模型化与优化控制[J];机械与电子;1992年01期
15 张卫,陆宝春,李振宁;汽车散热器烘焊工艺优化控制系统的研究[J];工业控制计算机;1998年03期
16 王万成;FCCU反应再生系统闭环实时优化控制的应用[J];基础自动化;1998年04期
17 王显春,王显伟;优化控制在催化裂化装置上的应用[J];石油化工自动化;2000年04期
18 郑忠云;应用DCS优化联锁控制系统[J];仪器仪表标准化与计量;2004年05期
19 张立炎,徐华中,钱积新;一类混杂系统建模和优化控制的研究[J];控制工程;2005年05期
20 廖勇;陈建飚;;冰蓄冷空调系统的优化控制方案设计[J];工业控制计算机;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 桂卫华;阳春华;吴敏;李勇刚;;智能集成优化控制技术及其在工业中的应用[A];首届全国有色金属自动化技术与应用学术年会论文集[C];2003年
2 向婕;吴敏;;面向综合生产指标优化的烧结过程智能集成控制设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘业凤;史钟璋;张吉光;胡松涛;;冰蓄冷空调系统优化控制的经济性分析[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会论文集(2)[C];1998年
4 杜晓宁;李少远;席裕庚;;基于认知效用的满意控制[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
5 陈永生;;档案利用的合理性与档案利用优化研究[A];海峡两岸档案暨缩微学术交流会论文集[C];2005年
6 王泽宁;费树岷;冯纯伯;;一类开关混杂系统的稳定性准则和优化控制设计[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
7 朱永忠;;在高温条件下系统高负荷运行的优化控制[A];全国化肥工业技术交流会论文资料集[C];2004年
8 黄光辉;彭军明;叶宏勇;;棒材自动化系统的倍尺优化控制[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
9 张弋力;;火电厂仪用空压机优化控制[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
10 彭立明;邹启明;温宏权;毛协民;徐匡迪;;单晶连铸技术的研究现状与展望[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王雅琳;智能集成建模理论及其在有色冶炼过程优化控制中的应用研究[D];中南大学;2001年
2 杜玉晓;铅锌烧结过程智能集成优化控制技术及其应用研究[D];中南大学;2004年
3 李明海;中央空调水系统的优化控制与节能技术研究[D];西安建筑科技大学;2011年
4 刘晓颖;复杂过程的智能故障诊断技术及其在大型工业窑炉中的应用研究[D];中南大学;2003年
5 尹增山;混杂系统优化控制理论研究[D];浙江大学;2001年
6 胡知能;创新产品市场扩散模型及其应用[D];四川大学;2005年
7 唐国宁;时空混沌与二维湍流控制的研究[D];北京师范大学;2006年
8 杨振中;氢燃料发动机燃烧与优化控制[D];浙江大学;2001年
9 龚德英;多媒体学习中认知负荷的优化控制[D];西南大学;2009年
10 张辉;以减阻增升减振为目标的尾流的电磁优化控制[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 聂雪媛;常减压蒸馏装置的优化控制和先进控制[D];北京化工大学;2002年
2 徐筱涛;县区电网电压无功优化控制分析[D];四川大学;2005年
3 杨辉;制氧项目控制体系设计[D];四川大学;2005年
4 杨军;乙醛氧化制醋酸装置的软测量先进控制和优化控制[D];北京化工大学;2001年
5 王君;分段线性系统的控制问题研究[D];南京理工大学;2005年
6 李善军;温室温湿度两级优化监控系统的研究[D];华中农业大学;2005年
7 宋江平;制粉系统全程控制方案研究[D];武汉大学;2004年
8 闫秀英;全空气中央空调系统仿真与优化控制[D];西安建筑科技大学;2006年
9 杨凯尧;精馏生产过程稳态建模及其优化[D];吉林大学;2006年
10 李瑞;双进双出磨煤机料位检测与控制[D];沈阳工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曾鸣;英孚美出台商务智能集成方案[N];人民邮电;2000年
2 克松;中南大学获国家科技奖项目介绍[N];中国有色金属报;2005年
3 向忠宏 本报记者 秦宜德;优化控制方案实现主动节能[N];中国房地产报;2005年
4 ;专家推荐:春季“保肝”措施[N];上海中医药报;2004年
5 师晓京;专家推崇国产疫苗[N];农民日报;2001年
6 郭靖茂;全国有色金属自动化技术与应用学术年会召开[N];中国有色金属报;2005年
7 梁文;专家推荐刷卡7大技巧[N];华夏时报;2003年
8 迅达;专家推荐的5种高营养草[N];中国特产报;2000年
9 中国建材研究院 李桂兰;优化控制是水泥生产自动化的目标(上)[N];中国建材报;2004年
10 松林;专家推荐五种高营养饲草[N];中国乡镇企业报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978