[發明專利]一種燃煤分質利用清潔處理系統中熱解釜的建模方法

在審

• 申請號: 201810698938.3
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109033536A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 王春林;梁瑩;柏建軍;張日東
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/18;G06K9/62;G06N3/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種燃煤分質利用清潔處理系統中熱解釜的建模方法，其特征在于該方法的步驟包括：

步驟(1).采集燃煤分質利用清潔處理系統生產過程中，熱解釜各燃燒器運行參數、熱解釜進煤量、煤質參數、熱解釜不同段產品量及品質參數、熱解釜的狀態的特征指標；具體的熱解釜各燃燒器運行參數、熱解釜進煤量、煤質參數、熱解釜不同段產品量及品質參數、熱解釜所的狀態的特征指標，通過燃煤分質利用清潔處理生產過程中實時數據數據庫系統獲取，或直接通過儀器設備測量分析采集；

所述的各燃燒器運行參數為各燃燒器的送風量和給燃氣氣量；所述的熱解釜所的狀態特征指標為反應釜內軸向不同段的溫度和壓力，根據反應釜內壁軸向設置的M個溫度和壓力監測點得到，M≥3；

采集數據后，進行建模；

步驟(2).采用基于數據回歸建模的算法建立燃煤分質利用清潔處理系統燃燒器運行參數、熱解釜進煤量和煤質參數與熱解釜狀態特征指標間的多目標模型；；具體為：

采用支持向量機算法建模；用于建模的輸入參數及表征熱解釜狀態特征指標的輸出參數表示為其中x_i表示第i組作為輸入數據參數，輸入數據參數包括各燃燒器運行參數、熱解釜進煤量、煤質參數，y_i表示第i組作為輸出參數的表征熱解釜狀態特征指標的參數向量，N為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立燃煤分質利用清潔處理系統燃燒器運行參數、熱解釜進煤量和煤質參數與熱解釜狀態特征指標間的模型；

核函數選為徑向基函數：其中參數“σ”為徑向基函數的寬度，φ(x)為映射函數，設所求的目標函數為：f(x_i)＝w·φ(x_i)+b，f(x_i)為模型輸出的熱解釜狀態特征指標預測值，w為權重系數向量，b為截距；引入松弛因子ξ^*_i≥0和ξ_i≥0和允許擬合誤差ε，模型通過在約束：

條件下，最小化：

獲得，其中常數C>0為懲罰系數；該最小化問題為一個凸二次規劃問題，引入拉格朗日函數：

其中：為拉格朗日乘數；

在鞍點處，函數L是關于w,b,ξ_i,ξ_i^*的極小點，也是α_i,γ_i,極大點，最小化問題轉化為求其對偶問題的最大化問題；

拉格朗日函數L在鞍點處是關于w,b,ξ_i,ξ_i^*極小點，得：

可得拉格朗日函數的對偶函數：

此時，

按照庫恩-塔克條件定理，在鞍點有下式成立：

由上式可見，α_i·α_i^*＝0,α_i和α_i^*都不會同時為非零，可得：

從上式可求出b，獲得模型；

采用優化算法尋優確定模型中罰因子C和徑向基核函數參數σ的數值；完成建模。

2.根據權利要求1所述的一種燃煤分質利用清潔處理系統中熱解釜的建模方法，其特征在于：所述的C和σ的尋優方法：

a.定義粒子群位置向量v的各維分量分別為C和σ，及C和σ的尋優區間；

b.設定粒子群的搜索目標和迭代次數，搜索目標設為模型對訓練樣本的預測的均方差，迭代次可據具體的鍋爐實時優化的需求確定，范圍為：10到1000次；

c.當粒子群算法完成迭代次數或找到設定要求的最優時，停止計算獲得相應最優的位置向量，即獲得最優的C和σ參數值。