鉛鋅燒結(jié)過程狀態(tài)智能預(yù)測與優(yōu)化控制策略.pdf

1、鉛鋅金屬在國防、電子等眾多工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，鉛鋅燒結(jié)過程的穩(wěn)定性及燒結(jié)塊質(zhì)量的好壞，對鉛鋅冶煉生產(chǎn)效率的高低有著舉足輕重的影響。燒結(jié)過程狀態(tài)反映了鉛鋅燒結(jié)生產(chǎn)狀況，狀態(tài)的穩(wěn)定和優(yōu)化有助于提高燒結(jié)塊的質(zhì)量和產(chǎn)量。針對鉛鋅燒結(jié)過程的非線性、不確定性特點，本文主要圍繞過程狀態(tài)智能集成建模與優(yōu)化控制策略開展研究，取得的研究成果主要包括以下五個方面。
　　 (1)綜合生產(chǎn)目標(biāo)與過程狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系分析及優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)
　　 鉛鋅燒

2、結(jié)狀態(tài)反映了燒結(jié)程度，影響到燒結(jié)塊的質(zhì)量和產(chǎn)量，并且燒結(jié)狀態(tài)參數(shù)眾多，對燒結(jié)過程綜合生產(chǎn)目標(biāo)的影響程度也不同。本文深入分析操作參數(shù)、過程狀態(tài)參數(shù)和綜合生產(chǎn)目標(biāo)的關(guān)系，提出了狀態(tài)集成預(yù)測、綜合生產(chǎn)目標(biāo)優(yōu)化和過程狀態(tài)參數(shù)優(yōu)化的優(yōu)化思想。由此確定狀態(tài)優(yōu)化控制目標(biāo)，提出鉛鋅燒結(jié)過程狀態(tài)智能集成優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，分析狀態(tài)集成優(yōu)化控制的工作原理，從而為鉛鋅燒結(jié)過程的優(yōu)化控制提供一種新思路。
　　 (2)過程狀態(tài)參數(shù)預(yù)測模型
　　 透氣性

3、和燒穿點位置直接影響到燒結(jié)塊的質(zhì)量和產(chǎn)量，是鉛鋅燒結(jié)過程控制的重要狀態(tài)參數(shù)。為實現(xiàn)鉛鋅燒結(jié)過程的狀態(tài)優(yōu)化控制，不僅需要獲得當(dāng)前實時的狀態(tài)指標(biāo)參數(shù)，更重要的是獲得未來狀態(tài)的變化趨勢。本文針對透氣性的時變和不確定性，建立基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的透氣性預(yù)測模型，較準(zhǔn)確地進行透氣性的實時預(yù)測。由于燒穿點主要受到燒結(jié)料面煙氣溫度的影響，采用固定點和非固定點的實驗方法，研究鉛鋅燒結(jié)機內(nèi)煙氣溫度分布規(guī)律，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立煙氣溫度場分布模型，從而建立燒穿點

4、灰色預(yù)測模型；考慮工況波動的影響，采用支持向量機建立燒穿點工藝參數(shù)預(yù)測模型；然后采用動態(tài)加權(quán)法對兩個模型進行集成，建立燒穿點狀態(tài)預(yù)測模型，從而進行燒穿點的實時預(yù)測。采用MATLAB7.0仿真軟件，對模型進行驗證。仿真結(jié)果表明，利用本文方法建立的燒穿點集成預(yù)測模型能夠獲得更高的的預(yù)測精度，其預(yù)測效果和性能優(yōu)于單一預(yù)測模型。
　　 (3)基于遺傳蟻群算法的狀態(tài)優(yōu)化設(shè)定
　　 為達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)目標(biāo)，必須對透氣性和燒穿點進

5、行優(yōu)化控制，使得燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定在最優(yōu)的狀態(tài)?；诠に嚈C理分析和控制需求，將過程狀態(tài)參數(shù)和綜合生產(chǎn)目標(biāo)之間的關(guān)系，歸納為一個帶有不等式約束狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)的綜合收益函數(shù)形式描述問題。首先采用罰函數(shù)法將將具有多約束條件的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為無約束的罰函數(shù)形式；然后采用遺傳算法對目標(biāo)函數(shù)尋優(yōu)，獲得優(yōu)化問題的次優(yōu)解；接著采用蟻群算法進行二次優(yōu)化，結(jié)果作為燒結(jié)狀態(tài)的最優(yōu)設(shè)定值。仿真結(jié)果驗證了該優(yōu)化算法的有效性。
　　 (4)基于自適應(yīng)免疫禁忌搜索算法

6、的狀態(tài)優(yōu)化控制
　　 基于鉛鋅燒結(jié)過程狀態(tài)的預(yù)測和狀態(tài)優(yōu)化設(shè)定，根據(jù)狀態(tài)優(yōu)化控制目標(biāo)，將燒結(jié)狀態(tài)優(yōu)化控制問題歸納為一個非線性多目標(biāo)優(yōu)化問題。針對鉛鋅燒結(jié)過程參數(shù)難檢測、強非線性和時滯的特點，本文研究自適應(yīng)免疫禁忌優(yōu)化算法，用于求解獲得一組過程操作參數(shù)，實現(xiàn)燒結(jié)過程的狀態(tài)穩(wěn)定優(yōu)化控制。
　　 (5)集成優(yōu)化控制應(yīng)用研究
　　 基于狀態(tài)智能集成優(yōu)化控制器，提出一個狀態(tài)智能集成優(yōu)化控制系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)。結(jié)合某企業(yè)實際運行數(shù)