專(zhuān)利名稱(chēng)：基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焦?fàn)t加熱燃燒控制領(lǐng)域，涉及一種基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍工發(fā)展的重要基礎(chǔ)原料和戰(zhàn)略物資，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建材、交通、航天、航空、國(guó)防軍工等各個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的地位。焦?fàn)t是煤化學(xué)工業(yè)中極為重要的工業(yè)爐之一，是生產(chǎn)焦炭的關(guān)鍵設(shè)備，在鋼鐵行業(yè)中，焦炭質(zhì)量直接影響著企業(yè)生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)，焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程優(yōu)化控制對(duì)降低焦化企業(yè)生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的作用。焦?fàn)t溫度是焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程中的重要參數(shù)，如果火道溫度不穩(wěn)定、波動(dòng)大，將導(dǎo)致焦炭加熱不均勻，局部生焦會(huì)造成出焦時(shí)冒黑煙，直接影響焦炭質(zhì)量和爐體壽命。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，由于焦?fàn)t的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，熱電偶的安裝比較困難，并且火道的溫度高達(dá)1300°C 左右，安裝的熱電偶很容易因?yàn)楦邷囟鴵p壞，使得這種方式的成本非常高，并且維護(hù)也很困難，在實(shí)際應(yīng)用中很少采用。因此，焦?fàn)t溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)非常困難的。本發(fā)明的方法是一種基于局部模型的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法。復(fù)雜工業(yè)過(guò)程建模時(shí)，總是希望能夠覆蓋所有的工況數(shù)據(jù)，因而一般采用全局建模方法。但是全局建模方法普遍存在學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)、泛化能力差、模型在線(xiàn)更新困難等問(wèn)題。焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的傳熱和化學(xué)變化過(guò)程，焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作環(huán)境惡劣、檢測(cè)手段少，并且工況多變，采用全局建模方法建立過(guò)程模型非常困難。針對(duì)焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程的特點(diǎn)，基于局部建模的思想，研究新的方法和技術(shù)建立精度較高的焦?fàn)t溫度動(dòng)態(tài)模型，對(duì)于焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程優(yōu)化控制有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法，該基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法具有較高的預(yù)測(cè)精度，具有在線(xiàn)自適應(yīng)能力。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟步驟1 獲取歷史的各種工況下煤氣流量和焦?fàn)t溫度數(shù)據(jù)，建立樣本庫(kù) “,·^!!,{^^，瓜”只^，^一“分別是第i-2個(gè)周期的煤氣流量和i_3個(gè)周期的煤氣流量，Yi-^yi分別是第i-Ι周期的焦?fàn)t溫度和第i周期的焦?fàn)t溫度，Xi = Iiv1，IV2，yi_J 為第i周期的輸入變量；步驟2 基于當(dāng)前工作點(diǎn)與樣本庫(kù)中樣本的歐式距離和變化趨勢(shì)的夾角，計(jì)算當(dāng)前工作點(diǎn)與樣本庫(kù)中樣本的相似度；步驟3 選取相似度最大的多個(gè)樣本構(gòu)造學(xué)習(xí)集；采用迭代最小二乘方法，建立基于學(xué)習(xí)集的局部線(xiàn)性模型；計(jì)算當(dāng)前工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出值作為焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)值。 所述的步驟2中，對(duì)于當(dāng)前工作點(diǎn)、=[U^1, uq_2, yq_J和樣本庫(kù)中的某一個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)，所述的樣本對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)即對(duì)應(yīng)該樣本的輸入變量Xi = IlV1，Ui_2，yi_J，計(jì)算 其中，
權(quán)利要求
1.一種基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1 獲取歷史的各種工況下煤氣流量和焦?fàn)t溫度數(shù)據(jù)，建立樣本庫(kù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的步驟2中，對(duì)于當(dāng)前工作點(diǎn)xq= [uq-l,uq-2,yq-l]和樣本庫(kù)中的某一個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)，所述的樣本對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)即對(duì)應(yīng)該樣本的輸入變量Xi = {Ui_i; U^2j7iJ, 計(jì)算
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法， 其特征在于，步驟3為步驟a 對(duì)Si從大到小排序，從樣本庫(kù)中依次選擇對(duì)應(yīng)k個(gè)最大Si對(duì)應(yīng)的k組數(shù)據(jù)， (X1, Y1)，Y1 e Rlx1, X1 e Rlx3, R指實(shí)數(shù)域，1的取值范圍為[kmin，kmax]之間的整數(shù)，kmin = 3，kmax = 30，k = 28 ；X1 是包括多個(gè) Xi = {uh，Ui_2，yi_J 的樣本集；步驟 b 令 1 = 3，貝丨J 有 P3 = W3X3, V3 = ff3y3, B3=(P3tP3)-1P3tP3，根 據(jù)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于動(dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1獲取歷史的各種工況下煤氣流量和焦?fàn)t溫度數(shù)據(jù)，建立樣本庫(kù)；步驟2基于當(dāng)前工作點(diǎn)與樣本庫(kù)中樣本的歐式距離和變化趨勢(shì)的夾角，計(jì)算當(dāng)前工作點(diǎn)與樣本庫(kù)中樣本的相似度；步驟3選取相似度最大的多個(gè)樣本構(gòu)造學(xué)習(xí)集；采用迭代最小二乘方法，建立基于學(xué)習(xí)集的局部線(xiàn)性模型；計(jì)算當(dāng)前工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出值作為焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)值?；趧?dòng)態(tài)工況的焦?fàn)t加熱燃燒過(guò)程焦?fàn)t溫度預(yù)測(cè)方法具有較高的預(yù)測(cè)精度，具有在線(xiàn)自適應(yīng)能力。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102176221SQ201110063948
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者劉建群, 吳敏, 安劍奇, 曹衛(wèi)華, 焦國(guó)華, 雷琪 申請(qǐng)人:中南大學(xué)