[發明專利]一種高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法及系統

有效

• 申請號: 202010165654.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111254243B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 蔣朝輝;候東強;李端發;林志強;桂衛華;徐勇;沈宇航
• 申請（專利權）人: 中南大學;合肥金星機電科技發展有限公司
• 主分類號: C21B7/12
• 分類號: C21B7/12;G06K9/62;G06Q10/04
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 易瑤

1.一種高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法，其特征在于，所述方法包括：

建立表征高爐熔煉過程的條件參數、操作參數與堵鐵口時間的優良操作模式庫；

判斷在所述優良操作模式庫中是否能匹配獲得與當前工況對應且滿足預設相似度條件的最優操作模式，若是，根據所述最優操作模式獲得高爐堵鐵口時間，否則建立投影尋蹤回歸模型，并基于所述投影尋蹤回歸模型對堵鐵口時間進行預測，其中建立投影尋蹤回歸模型，并基于所述投影尋蹤回歸模型對堵鐵口時間進行預測包括：

確定投影尋蹤回歸模型的投影指標函數；

根據所述投影指標函數中的投影方向將投影尋蹤回歸模型輸入向量投影到一維空間，獲得投影值，所述投影尋蹤回歸模型輸入向量為根據候選操作模式的條件參數向量和操作參數向量提取的數據矩陣；

以所述投影值為自變量，投影尋蹤回歸模型輸出向量為因變量，利用正交Hermite多項式擬合獲得Hermite多項式投影尋蹤回歸模型，所述投影尋蹤回歸模型輸出向量為所述候選操作模式的堵鐵口時間；

基于所述投影指標函數，采用投影尋蹤學習網絡，對所述Hermite多項式投影尋蹤回歸模型中的投影方向參數和多項式參數進行優化，獲得最優投影方向和最優多項式參數；

基于所述最優投影方向和最優多項式參數，利用所述Hermite多項式投影尋蹤回歸模型獲取堵鐵口預測時間。

2.根據權利要求1所述的高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法，其特征在于，判斷在所述優良操作模式庫中是否能匹配獲得與當前工況對應且滿足預設相似度條件的最優操作模式，若是，根據所述最優操作模式獲得高爐堵鐵口時間，否則建立投影尋蹤回歸模型，并基于所述投影尋蹤回歸模型對堵鐵口時間進行預測包括：

對所述優良操作模式庫中的優良操作模式的條件分量和決策分量矩陣做PCA分析，獲得主元個數和與所述主元個數對應的屬性權重系數；

在主元空間中構建與當前工況對應的操作模式參考對象以及與所述優良操作模式對應的操作模式匹配對象；

根據所述操作模式參考對象與所述操作模式匹配對象之間的歐幾里德距離去除與當前工況的相似度小于預設相似度下限值的優良操作模式，獲得初始相似操作模式集；

基于所述初始相似操作模式集，利用柯西不等式判斷在所述初始相似操作模式集中是否能匹配獲得與當前工況對應且滿足預設相似度條件的最優操作模式，若是，則根據所述初始相似操作模式集獲得高爐堵鐵口時間，否則建立投影尋蹤回歸模型，并基于所述投影尋蹤回歸模型對堵鐵口時間進行預測。

3.根據權利要求2所述的高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法，其特征在于，所述柯西不等式的具體公式為：

其中，為操作模式參考對象，為操作模式匹配對象，ω_j為操作模式匹配對象的第j個主元相應的權重，l為主元個數，α為預設的相似度閾值，為與的哈達瑪積，為與的哈達瑪積，表示對求范數，表示對求范數。

4.根據權利要求1至3任一所述的高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法，其特征在于，基于所述最優投影方向和最優多項式參數，利用所述Hermite多項式投影尋蹤回歸模型獲取堵鐵口預測時間之后還包括：

計算所述堵鐵口預測時間與實際堵鐵口時間之間的誤差，若所述誤差大于預設誤差，則增加嶺函數個數，并重新利用正交Hermite多項式擬合獲得Hermite多項式投影尋蹤回歸模型，依此循環，直至所述誤差小于所述預設誤差。

5.根據權利要求4所述的高爐出鐵過程堵鐵口時間智能確定方法，其特征在于，確定投影尋蹤回歸模型的投影指標函數具體為根據堵鐵口時間實際值、預測值和投影方向確定投影尋蹤回歸模型的投影指標函數，且所述投影指標函數具體為：

其中，n為樣本個數，a_k為所述投影尋蹤回歸模型的投影方向，s為投影指標函數值，y_i為第i個樣本對應的實際堵鐵口時間，為第i個樣本對應的堵鐵口預測時間。