【摘要】：轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上煉鋼的主要方法,主要任務(wù)是冶煉出溫度、成分均合乎鋼種要求的鋼水,其中對(duì)轉(zhuǎn)爐的終點(diǎn)控制是關(guān)鍵技術(shù)。提高終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性能夠有效降低生產(chǎn)成本,提高效益。我國(guó)目前依然存在大量的自動(dòng)控制水平較低的小型煉鋼廠,受到多方面限制,還在依靠人工經(jīng)驗(yàn)和靜態(tài)控制指導(dǎo)生產(chǎn)。針對(duì)這一問題,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和靜態(tài)控制建立模型來提高對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳溫預(yù)測(cè)的精度,從而達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)的控制。在充分閱讀國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,介紹目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和成果。深入分析了轉(zhuǎn)爐煉鋼機(jī)理模型,根據(jù)冶煉目標(biāo)要求和原料成分,利用熱平衡和物料平衡,計(jì)算出入爐前的原料配比�；跉v史數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型是靜態(tài)控制的核心,根據(jù)采集的原始數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理.包括剔除異常值,歸一化,采用灰色關(guān)聯(lián)分析相關(guān)參量與終點(diǎn)碳溫的相關(guān)度。取關(guān)聯(lián)度較大的參量作為模型的輸入。基于樣本數(shù)據(jù),建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型,針對(duì)BP模型基于梯度下降迭代調(diào)整權(quán)值而的缺陷,采用粒子群算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值進(jìn)行優(yōu)化,來避免網(wǎng)絡(luò)陷入局部最優(yōu)和反復(fù)的迭代,提高模型的預(yù)測(cè)精度。建立ELM預(yù)測(cè)模型,ELM采用的是隨機(jī)隱藏層初始權(quán)值和閾值的做法,通過解析計(jì)算來求得輸出權(quán)值。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)冗余泛化能力不夠的缺陷,融合粒子群算法和差分進(jìn)化算法,對(duì)ELM模型隨機(jī)的隱藏層初始權(quán)值和閾值進(jìn)行尋優(yōu),以提高模型的泛化能力和預(yù)測(cè)精度。采用某煉鋼廠中采集的60組實(shí)際煉鋼生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為樣本,對(duì)幾種模型進(jìn)行仿真校驗(yàn),橫向?qū)Ρ葍?yōu)化前后各模型的預(yù)測(cè)精度,對(duì)結(jié)果綜合進(jìn)行總結(jié),縱向分析模型優(yōu)化前后的性能參數(shù)和預(yù)測(cè)結(jié)果,最后綜合得出結(jié)論。
【圖文】：

第二章 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝制度流程和機(jī)理模型稱之為脫氧；同時(shí)加入的合金元素還使鋼水達(dá)到出鋼要求；這一過程稱之為脫氧合金化。2.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝流程轉(zhuǎn)爐煉鋼周期一般為 30分鐘左右，吹煉過程占其中近一半時(shí)間。通常從上一爐倒渣完畢到下一爐倒渣結(jié)束為一個(gè)周期。圖 2.1為轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程：

在技術(shù)判別無法決定，應(yīng)根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)判別方法，決不能憑個(gè)人主觀直覺對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，這樣建立的預(yù)測(cè)模型實(shí)際效果將受到影響，無法在實(shí)踐中應(yīng)用。常見的數(shù)理統(tǒng)計(jì)判斷準(zhǔn)則有以下幾條：拉依達(dá)準(zhǔn)則[27]，格羅布斯準(zhǔn)則[28]，狄克松準(zhǔn)則[29]等等。這些準(zhǔn)則都有各自的特點(diǎn)，，本文的原始數(shù)據(jù)容量較大，僅拉依達(dá)準(zhǔn)則較為合適，但拉依達(dá)準(zhǔn)則本身會(huì)受到異常值的影響，若異常值變化波動(dòng)范圍較大，均值就不能客觀的反映數(shù)據(jù)特征，處理結(jié)果會(huì)受到較大影響。所以采用基于總體參數(shù)的總括值[30]法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理�？偫ㄖ捣ㄊ腔跀�(shù)據(jù)排序和評(píng)秩運(yùn)算從數(shù)據(jù)集中系統(tǒng)的提取的統(tǒng)計(jì)值，對(duì)數(shù)據(jù)沒有任何限制性要求，只是直觀的表達(dá)數(shù)據(jù)形狀的真實(shí)面貌，它對(duì)異常值的判斷是基于四分位數(shù)和四分位距，少部分?jǐn)?shù)據(jù)變化波動(dòng)范圍較大，對(duì)結(jié)果的改變也是輕微的。相比于拉依達(dá)準(zhǔn)則，對(duì)于不良數(shù)據(jù)的耐抗性更強(qiáng)。這五種總括值分別為上四分?jǐn)?shù)，中位數(shù)，下四分?jǐn)?shù)，最大值，最小值。通常采用箱型圖來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，這種方式直觀明了�？偫ㄖ档南湫蛨D 3.11如下：
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF713

【參考文獻(xiàn)】

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