[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向波動(dòng)爐況的高爐鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910333879.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109934421B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹林子;李樂(lè);蔣朝輝;許雪梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/27
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 何方

1.一種面向高爐波動(dòng)爐況的鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取歷史高爐冶煉數(shù)據(jù)，并將獲取的歷史高爐冶煉數(shù)據(jù)作為樣本集；

其中，高爐冶煉數(shù)據(jù)包括多項(xiàng)特征屬性A＝{a₁，a₂，...，a_n}，以及一項(xiàng)決策屬性，決策屬性為硅含量Si；

(2)選取輸入集，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)高爐鐵水硅含量Si_pre；

(3)構(gòu)建波動(dòng)知識(shí)庫(kù)；

3.1)建立波動(dòng)爐況的離散決策表：將特征屬性數(shù)據(jù)等距離散成k份，將決策值硅含量分為低硅、中硅、高硅三種，用于辨識(shí)硅含量偏低的波動(dòng)爐況、平穩(wěn)爐況和硅含量偏高的波動(dòng)爐況；

3.2)基于粗糙集進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)，通過(guò)比較屬性重要度變化，得到波動(dòng)爐況的特征集；

3.3)保留波動(dòng)爐況離散決策表中波動(dòng)特征屬性對(duì)應(yīng)的列數(shù)據(jù)，刪除其他屬性列，同時(shí)，將離散化的硅含量值替換為硅含量真實(shí)值，構(gòu)建波動(dòng)知識(shí)庫(kù)；

(4)波動(dòng)爐況識(shí)別：對(duì)于待測(cè)樣本，遍歷知識(shí)庫(kù)尋找匹配樣本，對(duì)高爐波動(dòng)爐況類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別；

其中，待測(cè)樣本為波動(dòng)爐況高硅樣本，設(shè)置flag＝2；

待測(cè)樣本為波動(dòng)爐況低硅樣本，設(shè)置flag＝1；

待測(cè)樣本為平穩(wěn)爐況樣本，設(shè)置flag＝0；

(5)波動(dòng)爐況下鐵水硅含量預(yù)測(cè)補(bǔ)償：根據(jù)步驟(4)中判斷出的爐況類(lèi)型，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償公式如下：

其中，Si_com為最終的高爐鐵水硅含量預(yù)測(cè)結(jié)果，Si_rule為知識(shí)庫(kù)匹配樣本的硅含量結(jié)果；a為補(bǔ)償系數(shù)，β_h為高硅波動(dòng)樣本對(duì)應(yīng)的閾值；β_l為低硅波動(dòng)樣本對(duì)應(yīng)的閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高爐波動(dòng)爐況的鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟(1)中，所述高爐冶煉數(shù)據(jù)包括富氧率、透氣性指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速、冷風(fēng)流量、鼓風(fēng)動(dòng)能、爐腹煤氣量、爐腹煤氣指數(shù)、理論燃燒溫度、頂壓、富氧壓力、冷風(fēng)壓力、全壓差、熱風(fēng)壓力、實(shí)際風(fēng)速、熱風(fēng)溫度、上爐硅含量中的至少兩類(lèi)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高爐波動(dòng)爐況的鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟3.1)中，所述建立波動(dòng)爐況的離散決策表，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

3.1.1)特征屬性a_i的步長(zhǎng)對(duì)每個(gè)樣本中所有特征屬性進(jìn)行離散化其中a_ij代表第j個(gè)樣本關(guān)于特征屬性a_i的值，floor(x)表示向下取整，當(dāng)a_ij＝a_imax時(shí)，取值為k-1；

3.1.2)將訓(xùn)練樣本中硅含量大于閾值α_h，0.5≤α_h≤0.6，樣本的決策值定義為2，用以標(biāo)識(shí)高硅波動(dòng)；將訓(xùn)練樣本中硅含量低于閾值α_l，0.2≤α_l≤0.3，樣本的決策值定義為1，用以標(biāo)識(shí)低硅波動(dòng)；其余樣本決策值為0，用以標(biāo)識(shí)平穩(wěn)爐況。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向高爐波動(dòng)爐況的鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟3.1)中，將特征屬性數(shù)據(jù)等距離散成k＝10份。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向高爐波動(dòng)爐況的鐵水硅含量預(yù)測(cè)與補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟3.1.2)中，將訓(xùn)練樣本中硅含量大于閾值α_h＝0.55，樣本的決策值定義為2，用以標(biāo)識(shí)高硅波動(dòng)；將訓(xùn)練樣本中硅含量低于閾值α_l＝0.3，樣本的決策值定義為1，用以標(biāo)識(shí)低硅波動(dòng)；其余樣本決策值為0，用以標(biāo)識(shí)平穩(wěn)爐況。