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基于信息融合技术的电弧炉终点预报方法的研究

作　者: 张广来
导　师: 张德江
学　校: 长春工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 信息融合 LS-SVM 预测电弧炉
分类号: TF642
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

铁合金冶炼行业是我国重要的基础产业部门之一,对我国社会经济发展起着至关重要的作用,在铸造、化学和有色金属冶炼中广泛应用。但是,我国的铁合金企业,与西方发达国家的同行相比,自动化程度低,能耗高,资源浪费严重,由此而造成企业生产成本高,缺乏市场竞争力。在铁合金生产过程中,耗能设备主要是电弧炉。由于电弧炉炉温高、粉尘大、冶炼条件恶劣,电弧炉炉内的温度和熔池参数不宜直接连续检测。因此,选择先进的控制方法实现,对电弧炉冶炼锰硅合金的终点进行预报,能够有效的缩短电弧炉的冶炼周期,从而降低冶炼成本,并且提高生产效率。针对冶炼锰硅合金的特点,本文以吉林某铁合金厂生产实际为背景,提出以多传感器信息融合技术为基础,对电弧炉冶炼锰硅合金的终点时刻进行预报,主要对以下几个方面的进行了研究：(1)依托国家科技支撑计划项目,在对吉林某铁合金厂冶炼锰硅合金的终点判断调研的基础上,分析终点预报的内在特性；(2)针对冶炼锰硅合金冶炼的实际环境和传统支持向量机的不足,提出对支持向量机进行多尺度分解,即多分辨率支持向量机；(3)围绕LS-SVM算法,建立了LS-SVM分层结构模型,并详细描述了融合过程中LS-SVM的训练和测试两个重要环节,并对其测试结果进行MATLAB仿真；(4)依托课题研究背景,将SVM模型应用于解决电弧炉冶炼锰硅合金的终点预报上,实验结果验证了本算法的有效性；(5)针对实际生产控制需要,采用基于WEB系统开发的Java语言,结合Jsp、Javabean技术,实现实际问题的网络化。本文为吉林铁合金冶炼锰硅合金终点判断提出了一条新的解决方案,打破传统的人工经验判断方式,对企业的节能降耗,具有广泛的实际应用前景。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
主要符号集  7-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题的来源、意义和目标  8-9
  1.2 我国冶金行业的能耗情况及主要问题  9-11
  1.3 信息融合技术的国内外研究现状和发展趋势  11-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-14
第二章硅锰合金冶炼原理及工艺  14-21
  2.1 锰硅合金冶炼的原理  14-18
  2.2 锰硅合金冶炼生产工艺  18-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章基于多分辨率支持向量机信息融合方法的研究  21-32
  3.1 信息融合技术  21-24
  3.2 支持向量机原理  24-27
  3.3 多分辨率支持向量机  27-30
  3.4 多分辨率支持向量机融合算法  30-31
  3.5 本章小结  31-32
第四章基于信息融合技术的电弧炉工况判断  32-40
  4.1 电弧炉工况判断问题描述  32
  4.2 锰硅合金冶炼工况分析  32-33
  4.3 模型参数的选择  33
  4.4 LS-SVM信息融合算法的实现  33-36
  4.5 LS-SVM信息融合算法的案例分析  36-39
  4.6 本章小结  39-40
第五章基于信息融合技术在电弧炉终点时刻预报  40-47
  5.1 信息融合层次结构  40
  5.2 信息融合模型设计  40-43
  5.3 电弧炉终点预报的仿真分析  43-45
  5.4 本章小结  45-47
第六章基于信息融合技术的系统操作界面  47-53
  6.1 算法实现  47-49
  6.2 界面设计  49
  6.3 数据库的使用  49-50
  6.4 软件主要功能  50-52
  6.5 本章小结  52-53
第七章总结与展望  53-55
  7.1 总结  53-54
  7.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
作者简介  59
攻读学位期间的研究成果  59-60

基于信息融合技术的电弧炉终点预报方法的研究

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