[發(fā)明專利]用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610088994.6
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN107090534A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成林;胡江;楊偉弘
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02
• 代理公司: 上海集信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31254
• 代理人: 肖祎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知方法，更具體地說，涉及一種用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法。

背景技術(shù)

由于鐵水預(yù)處理過程實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)太少，影響因素太多，導(dǎo)致幾乎無法通過機(jī)理計(jì)算的方式計(jì)算粉劑量，當(dāng)前檢索結(jié)果和已發(fā)表的相關(guān)參考文獻(xiàn)中對噴吹粉劑計(jì)算的研究，大都停留在采用經(jīng)驗(yàn)回歸的方式計(jì)算，經(jīng)驗(yàn)公式粉劑模型可被抽象為：

Y＝Y(jié)0+AX

其中，Y＝(y1，y2，…，ym)表示各種粉劑噴吹量，如Na₂CO₃、S/D、CaC₂、CaO、CaF₂、O₂等；X＝(x1，x2，…，xn)表示各種預(yù)處理要素，如凈空高度、處理前Si(濃度)、要求目標(biāo)Si(濃度)、處理前渣厚、處理前溫度、處理后溫度、處理前S(濃度)、要求目標(biāo)S(濃度)、處理前P(濃度)、要求目標(biāo)P(濃度)等；A＝(aij)(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)為預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，m和n的選取視每個(gè)計(jì)算區(qū)域而確定。Y0＝(y10，y20，…，ym0)為常數(shù)，它們通常表示粉劑單耗基準(zhǔn)值等，這些常數(shù)均為預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

上述經(jīng)驗(yàn)公式粉劑模型明顯存在兩個(gè)缺陷：

(1)公式是線性的，實(shí)際上，鐵水預(yù)處理是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性過程，對于粉劑噴吹量與預(yù)處理要素之間的函數(shù)關(guān)系采用線性形式來描述不合適。

(2)公式中大量參數(shù)需要預(yù)先設(shè)定，確定參數(shù)很困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的粉劑經(jīng)驗(yàn)公式僅僅是線性的，并且參數(shù)確定困難的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法，包括以下步驟：確定脫硫目標(biāo)；收集鐵水條件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信號；判斷是否有新樣本？若是，則訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；若否，則針對輸入信號計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)群粉劑。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括鐵水的重量、溫度、成分。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，特征提取包括將鐵水重量、溫度、成分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)施歸一化，同時(shí)對正弦波進(jìn)行調(diào)幅與調(diào)頻變換。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，對正弦波進(jìn)行調(diào)幅與調(diào)頻變換包括：單個(gè)輸入值Xi擴(kuò)展為一個(gè)輸入序列Xi(j)，其計(jì)算式為：

X_i(j)＝|X_i|×sin(0.4×3.14×(1+X_i)×j),j＝1,2,...,N

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、隱層和輸出層。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，輸入層的輸入信號包括：其中，HMW為鐵水量，SB為處理前硫含量，ST為目標(biāo)硫含量、TEMPB為處理前溫度，AVE_HMW為平均鐵水量，AVE_S為平均處理前硫含量，AVE_DS為平均脫硫數(shù)，AVE_TEMP為平均處理前溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，隱層包括累加器和非線性傳遞函數(shù)，非線性傳遞函數(shù)為雙曲正切函數(shù)，其表達(dá)式為：

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，輸出層包括累加器。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法能夠提高模型的計(jì)算精度，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于混鐵車噴吹脫硫的粉劑計(jì)算方法的流程圖；

圖2是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是隱層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是輸出層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是對正弦波同時(shí)調(diào)幅與調(diào)頻的示意圖；

圖6是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)群并聯(lián)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明的特點(diǎn)是：根據(jù)處理目標(biāo)要求(單脫硫以及同時(shí)脫硫、磷)和粉劑使用情況不同劃分多種處理模式，每種模式分別構(gòu)筑人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)粉劑模型，但模型結(jié)構(gòu)相同，即用前饋型多層感知器(BP網(wǎng)絡(luò))構(gòu)筑單網(wǎng)絡(luò)，改造了輸出神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，對輸入和輸出信號進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以滿足粉劑計(jì)算需要，用同時(shí)調(diào)幅與調(diào)頻正弦波的方法對輸入信號進(jìn)行特征提取與強(qiáng)化，進(jìn)一步用多個(gè)單網(wǎng)絡(luò)組成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)群并聯(lián)計(jì)算，并輔之以經(jīng)驗(yàn)知識庫修正。