[發明專利]水泥生料粉磨系統電耗預測方法及其預測系統

有效

• 申請號: 202110455807.4
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113112089B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 劉剛;王坤;郝曉辰;趙彥濤
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 葛凡

1.一種水泥生料粉磨系統電耗預測方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟1：將出磨斗提電流反饋、喂料斗提電流反饋、喂料量反饋、選粉機轉速反饋、入庫提升機電流反饋、主機電流和選粉機進口壓力作為系統變量，將篩選出的系統變量數據和對應的電耗數據采用滑窗操作構建輸入數據矩陣，將處理完成的系統變量數據矩陣和對應電耗數據矩陣作為模型的輸入；

步驟2：以長短期記憶網絡為基本模型，采用編解碼結構，建立包括編碼器和解碼器在內的電耗預測模型，編碼器根據長短期記憶網絡t時刻的輸入系統變量數據矩陣x_t和上一時刻的輸出h_t-1，得到t時刻編碼器中長短期記憶網絡的輸出h_t：

h_t＝f(x_t，h_t-1) (1)

式中，f()表示x_t和h_t-1之間的映射關系，將過去各個時刻長短期記憶網絡的輸出拼接到一起，獲得編碼器的輸出Z：

Z＝[h₁，h₂，…，h_t] (2)

解碼器和編碼器一樣，都是由長短期記憶網絡構成的，因此解碼器的內部運算方式與編碼器相同；解碼器將編碼器的輸出和歷史電耗數據矩陣進行拼接，將拼接的數據矩陣作為解碼器的輸入，并對未來下一時刻的電耗進行預測，在解碼器中，該長短期記憶網絡的門控單元和記憶單元狀態更新值分別為：

f_t^d＝σ(N_f[Y_t；Z_j；d_t-1]+l_f) (5)

式中，Y_t表示t時刻的電耗值、Z_j為對應時刻的編碼器輸出向量、d_t-1為前一時刻解碼器中長短期記憶網絡的隱藏層輸出向量、N_i，N_o，N_f，N_s，l_i，l_o，l_f，l_s為所需要學習的模型參數、是t時刻解碼器中長短期記憶網絡的輸入門閾值、是t時刻解碼器中長短期記憶網絡的輸出門閾值、f_t^d是t時刻解碼器中長短期記憶網絡的遺忘門閾值、是t時刻解碼器中長短期記憶網絡的狀態更新矩陣；

解碼器的記憶單元更新方式為：

式(7)中，s_t為t時刻記憶狀態更新向量，s_t-1為上一時刻的記憶狀態；

解碼器的輸出向量d_t為：

根據解碼器輸出d_t，經過一個全連接層得到下一時刻的電耗預測值

式中，W_T、b_T為所要學習的參數；

步驟3：對步驟2中所得出的下一時刻電耗預測值，根據樣本的標簽，采用反向傳播技術對編碼器和解碼器中的參數進行更新修正；

步驟4：重復步驟2和步驟3，對模型進行訓練，直到模型的訓練誤差小于設定的閾值再停止訓練；

步驟5：將訓練完成的模型用于生料粉磨系統進行電耗的實時預測。

2.根據權利要求1所述的水泥生料粉磨系統電耗預測方法，其特征在于：在步驟2中，所構建的系統變量輸入數據矩陣橫向為不同的變量，豎向為不同的時序。

3.根據權利要求1所述的水泥生料粉磨系統電耗預測方法，其特征在于：在步驟2中，所述編碼器和解碼器分別包括一個獨立的長短期記憶網絡，編碼器輸入系統變量數據矩陣，解碼器輸入歷史電耗數據矩陣和編碼器的輸出矩陣，并輸出未來下一時刻電耗的預測值。