本發(fā)明涉及鋼鐵燒結(jié)過程生產(chǎn)節(jié)能降耗領(lǐng)域，尤其涉及一種基于風(fēng)箱廢氣溫度的燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
：鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也將決定我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。鋼鐵已廣泛用于國防、交通、建筑、機(jī)械制造、汽車等工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。鐵礦粉燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，是保證高爐獲得優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的關(guān)鍵所在，其向含鐵的礦石原料中添加一定量的燃料和溶劑，經(jīng)過混合制粒后平鋪在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火，使混合料在高溫條件下發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)含鐵燒結(jié)礦是高爐生產(chǎn)的主要原料。在鋼鐵生產(chǎn)中，燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量影響鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量，制約著企業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效益的增長(zhǎng)。燒結(jié)礦成品率的預(yù)測(cè)方法有利于提前預(yù)測(cè)燒結(jié)礦的產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)提前調(diào)整原料參數(shù)、設(shè)備參數(shù)和燒結(jié)操作參數(shù)，對(duì)于提高燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要的作用。鋼鐵生產(chǎn)工序多、工藝流程長(zhǎng)，燒結(jié)工藝主要包括：燒結(jié)配料、混合制粒、偏析布料、點(diǎn)火燃燒、熱礦破碎、冷卻篩分等工藝環(huán)節(jié)。目前，燒結(jié)過程中所使用的燒結(jié)機(jī)一般都是帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)，由布料機(jī)構(gòu)、主機(jī)、點(diǎn)火器、大煙道、水封拉鏈機(jī)等組成。燒結(jié)過程的工藝流程見附圖1。燒結(jié)生產(chǎn)過程中，混合料中燃料燃燒提供的高溫環(huán)境(熱狀態(tài))是影響燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量的最重要的過程參數(shù)，對(duì)其準(zhǔn)確識(shí)別是預(yù)測(cè)燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量關(guān)鍵。燒結(jié)過程中混合料所處環(huán)境溫度的高低、高溫環(huán)境保持時(shí)間的長(zhǎng)短和混合料完成燒結(jié)過程所處的位置，都會(huì)影響燒結(jié)礦的成品率和質(zhì)量。燒結(jié)料層的分層現(xiàn)象見附圖2。目前，燒結(jié)生產(chǎn)過程中工人主要是通過燒結(jié)終點(diǎn)溫度和位置進(jìn)行預(yù)測(cè)燒結(jié)礦成品率，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來調(diào)整燃料配入量和燒結(jié)機(jī)速度，但是這種檢測(cè)方式往往是在混合料燒結(jié)完成后才能進(jìn)行，具有一定的滯后性，同時(shí)僅僅根據(jù)燒結(jié)終點(diǎn)時(shí)刻的溫度信息，不能夠全面地反應(yīng)混合料在整個(gè)燒結(jié)過程中的熱狀態(tài)；而且這種預(yù)測(cè)主要是通過控制燒結(jié)終點(diǎn)溫度和位置處在一定的范圍內(nèi)，從而判斷燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量的情況，并沒有直接對(duì)燒結(jié)礦成品率進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，通過燒結(jié)過程熱狀態(tài)來直接預(yù)測(cè)燒結(jié)礦的成品率對(duì)高爐煉鐵具有重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種能對(duì)燒結(jié)過程燒結(jié)礦的成品率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的基于風(fēng)箱廢氣溫度的燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于風(fēng)箱廢氣溫度的燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)燒結(jié)礦的燒結(jié)過程確定影響燒結(jié)礦的成品率的熱狀態(tài)參數(shù)；(2)對(duì)影響燒結(jié)過程的燒結(jié)參數(shù)的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行零相位濾波和時(shí)序配準(zhǔn)處理，并對(duì)所述歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理，建立歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫；(3)利用所述歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫計(jì)算已燒結(jié)礦的成品率；(4)采用多項(xiàng)式擬合法對(duì)所述歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合得到一個(gè)擬合函數(shù)，通過對(duì)所述擬合函數(shù)進(jìn)行微分求極值，得到熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值；(5)以步驟(4)得到的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值作為輸入變量，以步驟(3)得到的已燒結(jié)礦的成品率作為輸出變量進(jìn)行重復(fù)計(jì)算和驗(yàn)證，建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型；(6)采用多項(xiàng)式擬合法對(duì)待預(yù)測(cè)礦的風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合并通過微分求極值法得到待預(yù)測(cè)礦的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值；(7)將步驟(6)得到的待預(yù)測(cè)礦的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值作為輸入變量輸入燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型，所述燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的輸出變量即為待預(yù)測(cè)礦的成品率。進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，熱狀態(tài)參數(shù)通過分析燒結(jié)過程的機(jī)理得到，分析確定影響燒結(jié)礦的成品率的熱狀態(tài)參數(shù)包括風(fēng)箱高溫溫度、高溫保持時(shí)間、燒結(jié)終點(diǎn)溫度和燒結(jié)終點(diǎn)位置。進(jìn)一步地，所述燒結(jié)參數(shù)包括風(fēng)箱廢氣溫度、臺(tái)車速度、小成礦、返礦和大成礦。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，選定采樣周期對(duì)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理,所述采樣周期為大成礦的波動(dòng)周期，所述大成礦的波動(dòng)周期為45min。進(jìn)一步地，燒結(jié)礦的成品率是指燒結(jié)過程結(jié)束后，成品燒結(jié)礦占燒結(jié)餅的比重，所述燒結(jié)礦的成品率的計(jì)算公式如下：式中：ρ表示燒結(jié)礦的成品率(％)，QD表示燒結(jié)的大成礦產(chǎn)量(Kg/h)，QX表示燒結(jié)的小成礦產(chǎn)量(Kg/h)，QF表示燒結(jié)的返礦量(Kg/h)；所述大成礦產(chǎn)量、小成礦產(chǎn)量和返礦量的數(shù)據(jù)從歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中獲得。進(jìn)一步地，所述得到熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值包括以下步驟：(4.1)從所述歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中選取風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)樣本，設(shè)風(fēng)箱數(shù)目為M，用(Xi,T(Xi))表示一個(gè)樣本數(shù)據(jù)，i＝1,2…M，Xi表示第i個(gè)風(fēng)箱離點(diǎn)火處的距離，T(Xi)表示離點(diǎn)火處距離為Xi的風(fēng)箱廢氣溫度值；(4.2)采用多項(xiàng)式擬合法，對(duì)風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)樣本中的一組樣本數(shù)據(jù)(Xi,T(Xi))進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到擬合函數(shù)為T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0，a8、a7、a6、a5、a4、a3、a2、a1和a0分別為擬合得到的系數(shù)；(4.3)將步驟(4.2)中的擬合函數(shù)進(jìn)行一次求導(dǎo)得到擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，并求解出Xi的值，將求解出的Xi值代入擬合函數(shù)中即可求出擬合函數(shù)的最大值Tmax，Tmax為風(fēng)箱廢氣溫度曲線的最高值，即為燒結(jié)終點(diǎn)溫度，Xi為燒結(jié)終點(diǎn)位置；如果擬合曲線的燒結(jié)終點(diǎn)溫度大于300℃，且取得的燒結(jié)終點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的燒結(jié)終點(diǎn)位置位于倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱和倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱之間，則擬合函數(shù)合理，從而確定擬合函數(shù)具有合理性；(4.4)將步驟(4.3)中擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式進(jìn)行求導(dǎo)，得到擬合函數(shù)的二次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，并求解出Xi值；將求解出的Xi值代入擬合函數(shù)中即可求出風(fēng)箱高溫溫度值Tp，將T(X)＝Tp代入擬合函數(shù)中求出X1和X2，其中X2>X1；(4.5)根據(jù)燒結(jié)機(jī)理，利用步驟(4.4)中求解出的X1和X2的值，采用公式△X＝X2-X1，得到其差值△X，利用△X可以得到高溫保持時(shí)間，所述高溫保持時(shí)間的計(jì)算公式如下：式中：t表示高溫保持時(shí)間，表示燒結(jié)臺(tái)車平均速度，所述燒結(jié)臺(tái)車平均速度為已知值。進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，根據(jù)支持向量回歸算法建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型。進(jìn)一步地，所述支持向量回歸算法建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型包括以下步驟：(5.1)設(shè)熱狀態(tài)參數(shù)和燒結(jié)礦的成品率組成的樣本數(shù)據(jù)集為{(xi，yi),i＝1,2…n},xi為輸入?yún)?shù)，yi為對(duì)應(yīng)的目標(biāo)輸出，即燒結(jié)礦的成品率；(5.2)利用非線性映射將輸入?yún)?shù)映射到高維空間，在高維空間對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行線性回歸，并求解線性回歸問題的最優(yōu)化問題：式中，ε是損失函數(shù)參數(shù)，C是懲罰因子，K(xi·xj)是高斯核函數(shù)，αi是權(quán)系數(shù)；(5.3)對(duì)(5.2)中的最優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型為：式中：K(xi,x)＝exp(-||xi-x||2/2σ2),σ是核函數(shù)寬度，b是偏置量，b值的計(jì)算公式為：進(jìn)一步地，所述建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的具體過程為：隨機(jī)選取多組已燒結(jié)礦的成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，將多組成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)中的一部分成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以所述一部分熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)為輸入變量，以所述一部分成品率數(shù)據(jù)為輸出變量進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型；將多組成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)中的剩余部分成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)，以所述剩余部分熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)為輸入變量，輸入燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型，所述燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的輸出變量為成品率的預(yù)測(cè)值，將所述剩余部分成品率數(shù)據(jù)與成品率的預(yù)測(cè)值進(jìn)行驗(yàn)證。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)本發(fā)明通過燒結(jié)過程的機(jī)理分析，確定影響燒結(jié)礦的成品率的熱狀態(tài)參數(shù)，并利用風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)，得到了熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值，可實(shí)現(xiàn)直接預(yù)測(cè)燒結(jié)礦的成品率，為燒結(jié)過程實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)以提高燒結(jié)礦成品率和節(jié)能減耗提供重要依據(jù)；(2)本發(fā)明基于熱狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)支持向量回歸算法建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型，能夠直接預(yù)測(cè)燒結(jié)礦成品率，有效保證預(yù)測(cè)模型的精確與合理；(3)本發(fā)明基于燒結(jié)過程的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)測(cè)模型的仿真實(shí)驗(yàn)，能夠在實(shí)際生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。附圖說明圖1是帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)過程工藝流程圖。圖2是帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)料層分層現(xiàn)象的示意圖。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖。圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)箱廢氣溫度擬合曲線圖。圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)箱廢氣溫度曲線上差值△X示意圖。圖6是本發(fā)明一實(shí)施例的成品率的預(yù)測(cè)值與實(shí)際的成品率數(shù)據(jù)的對(duì)比圖。圖7是本發(fā)明一實(shí)施例的成品率的預(yù)測(cè)值與實(shí)際的成品率數(shù)據(jù)的誤差值。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。利用本發(fā)明提供了一種基于風(fēng)箱廢氣溫度的燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)方法，請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)施例包括以下步驟：(1)通過分析燒結(jié)礦的燒結(jié)過程的機(jī)理確定影響燒結(jié)礦的成品率的熱狀態(tài)參數(shù)，燒結(jié)過程包括固相反應(yīng)和液相反應(yīng)，液相反應(yīng)會(huì)生成鐵酸鈣液相，鐵酸鈣液相是燒結(jié)礦的成品率的主要影響因素，而鐵酸鈣液相的產(chǎn)生主要受到燒結(jié)料層熱狀態(tài)的影響，同時(shí)燒結(jié)料層熱狀態(tài)的變化可以由風(fēng)箱廢氣溫度曲線的變化反映，對(duì)于風(fēng)箱廢氣溫度曲線，主要的特征參數(shù)是風(fēng)箱高溫溫度、高溫保持時(shí)間、燒結(jié)終點(diǎn)溫度和燒結(jié)終點(diǎn)位置，因此影響燒結(jié)礦的成品率的熱狀態(tài)參數(shù)包括風(fēng)箱高溫溫度、高溫保持時(shí)間、燒結(jié)終點(diǎn)溫度和燒結(jié)終點(diǎn)位置。(2)對(duì)影響燒結(jié)過程的燒結(jié)參數(shù)的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行零相位濾波和時(shí)序配準(zhǔn)處理，并選定大成礦的波動(dòng)周期45min作為采樣周期對(duì)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理，建立歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫；燒結(jié)參數(shù)包括風(fēng)箱廢氣溫度、臺(tái)車速度、小成礦、返礦和大成礦；一實(shí)施例中，建立歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫的具體過程如下：收集燒結(jié)機(jī)一個(gè)月的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采集各個(gè)風(fēng)箱廢氣溫度、臺(tái)車速度、大成礦、小成礦和返礦的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，由于在歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集過程中存在不確定因素，因此歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)中存在較多的毛刺，從而需要對(duì)燒結(jié)過程中采集到的各個(gè)風(fēng)箱溫度、臺(tái)車速度、大成礦、小成礦和返礦的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行零相位濾波處理；然后對(duì)各個(gè)風(fēng)箱溫度、臺(tái)車速度、大成礦、小成礦和返礦的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序配準(zhǔn)處理，以確保燒結(jié)過程參數(shù)數(shù)據(jù)在時(shí)序上保持一致；采用大成礦的波動(dòng)周期45min作為采樣周期，對(duì)經(jīng)過零相位濾波處理和時(shí)序配準(zhǔn)的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣處理，從而建立歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫。(3)利用歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫計(jì)算已燒結(jié)礦的成品率；燒結(jié)礦的成品率是指燒結(jié)過程結(jié)束后，成品燒結(jié)礦占燒結(jié)餅的比重，燒結(jié)礦的成品率的計(jì)算公式如下：式中：ρ表示燒結(jié)礦的成品率(％)，QD表示燒結(jié)的大成礦產(chǎn)量(Kg/h)，QX表示燒結(jié)的小成礦產(chǎn)量(Kg/h)，QF表示燒結(jié)的返礦量(Kg/h)；大成礦產(chǎn)量、小成礦產(chǎn)量和返礦量的數(shù)據(jù)從歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中獲得。(4)采用多項(xiàng)式擬合法對(duì)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合得到一個(gè)擬合函數(shù)，通過對(duì)擬合函數(shù)進(jìn)行微分求極值，得到熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值；得到熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值具體包括以下步驟：(4.1)從歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)庫中選取風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)樣本，設(shè)風(fēng)箱數(shù)目為M，用(Xi,T(Xi))表示一個(gè)樣本數(shù)據(jù)，i＝1,2…M，Xi表示第i個(gè)風(fēng)箱離點(diǎn)火處的距離，T(Xi)表示離點(diǎn)火處距離為Xi的風(fēng)箱廢氣溫度值；(4.2)采用多項(xiàng)式擬合法，對(duì)風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)樣本中的一組樣本數(shù)據(jù)(Xi,T(Xi))進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得到擬合函數(shù)為T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0，a8、a7、a6、a5、a4、a3、a2、a1和a0分別為擬合得到的系數(shù)；(4.3)將步驟(4.2)中的擬合函數(shù)進(jìn)行一次求導(dǎo)得到擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，并求解出Xi的值，將求解出的Xi值代入擬合函數(shù)中即可求出擬合函數(shù)的最大值Tmax，Tmax為風(fēng)箱廢氣溫度曲線的最高值，即為燒結(jié)終點(diǎn)溫度，Xi為燒結(jié)終點(diǎn)位置；如果擬合曲線的燒結(jié)終點(diǎn)溫度大于300℃，且取得的燒結(jié)終點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的燒結(jié)終點(diǎn)位置位于倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱和倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱之間，則擬合函數(shù)合理，從而確定擬合函數(shù)具有合理性；(4.4)將步驟(4.3)中擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式進(jìn)行求導(dǎo)，得到擬合函數(shù)的二次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，并求解出Xi值；將求解出的Xi值代入擬合函數(shù)中即可求出風(fēng)箱高溫溫度值Tp，將T(X)＝Tp代入擬合函數(shù)中求出X1和X2，其中X2>X1；(4.5)根據(jù)燒結(jié)機(jī)理，利用步驟(4.4)中求解出的X1和X2的值，采用公式△X＝X2-X1，得到其差值△X，利用△X可以得到高溫保持時(shí)間，高溫保持時(shí)間的計(jì)算公式如下：式中：t表示高溫保持時(shí)間，表示燒結(jié)臺(tái)車平均速度，燒結(jié)臺(tái)車平均速度為已知值。利用上述步驟，參照?qǐng)D2，一鋼廠360m2燒結(jié)機(jī)，共有24個(gè)風(fēng)箱，各個(gè)風(fēng)箱之間的距離不同，根據(jù)此燒結(jié)機(jī)的實(shí)際情況，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)能夠檢測(cè)到的1#、2#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#、17#、18#、19#、20#、21#、22#、23#、24#風(fēng)箱的廢氣溫度值，分別對(duì)應(yīng)燒結(jié)臺(tái)車上的離點(diǎn)火處的距離是1.5m、4.5m、7.5m、14m、22m、30m、38m、46m、54m、62m、66m、70m、74m、78m、82m、85.5m、88.5m；在檢測(cè)到的風(fēng)箱廢氣溫度值中選取一組樣本數(shù)據(jù)(Xi,T(Xi))，i＝1，2…17，其具體值為(1.5，89.09154431)，(4.5,58.20210398)…(88.5,294.3742171)，共17組，采用多項(xiàng)式擬合法，選取多項(xiàng)式的次數(shù)為8次，可求解出擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0的系數(shù)值a8、a7、a6、a5、a4、a3、a2、a1和a0，擬合函數(shù)的系數(shù)值經(jīng)過四舍五入后的數(shù)值如下表所示,風(fēng)箱廢氣溫度擬合曲線圖見圖4。經(jīng)過四舍五入后的擬合函數(shù)的系數(shù)值a8a7a6a5a4a3a2a1a0-2.69e-119.18e-9-1.28e-69.19e-5-0.0040.071-0.6913.18-181.6將求解出的擬合函數(shù)的系數(shù)值代入到擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0中，對(duì)擬合函數(shù)進(jìn)行一次求導(dǎo)得到擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，求解以下方程可得到Xi的值；dT(Xi)/dXi＝d(a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0)/dXi＝8a8Xi7+7a7Xi6+6a6Xi5+5a5Xi4+4a4Xi3+3a3Xi2+2a2Xi1+a1＝0將求解出的Xi值代入到擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0中，即求解出一組樣本數(shù)據(jù)在Xi∈[0m,90m]內(nèi)的Tmax，Tmax為風(fēng)箱廢氣溫度曲線的最高值。通過計(jì)算可得當(dāng)Xi＝83時(shí)，Tmax取最大值為356.6533。可知，燒結(jié)終點(diǎn)溫度為356.6533℃，燒結(jié)終點(diǎn)位置為83m；此時(shí)燒結(jié)終點(diǎn)溫度大于300℃且燒結(jié)終點(diǎn)位置位于倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱和倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱之間，說明該擬合函數(shù)是合理的；一般而言，風(fēng)箱廢氣溫度曲線的最高溫度在300℃以上。將求解出的擬合函數(shù)的系數(shù)值代入擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0中，對(duì)擬合函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式進(jìn)行求導(dǎo)，得到擬合函數(shù)的二次導(dǎo)數(shù)多項(xiàng)式，并求解出以下方程的Xi值；56a8Xi6+42a7Xi5+30a6Xi4+20a5Xi3+12a4Xi2+6a3Xi+2a2＝0將求解出的Xi值代入擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0中，可得風(fēng)箱高溫溫度值Tp＝259.4902，然后將T(X)＝Tp＝259.4902代入擬合函數(shù)T(Xi)＝a8Xi8+a7Xi7+a6Xi6+a5Xi5+a4Xi4+a3Xi3+a2Xi2+a1Xi1+a0中求得X1和X2，可得X1＝70.800，X2＝89.8207,采用公式△X＝X2-X1，得到其差值△X＝89.8207-70.800＝19.0207；風(fēng)箱廢氣溫度曲線上差值△X示意圖見圖5；由于高溫保持時(shí)間等于差值△X除以燒結(jié)臺(tái)車平均速度，所以根據(jù)上述求解出的△X和已知的燒結(jié)臺(tái)車平均速度，可求出高溫保持時(shí)間t，其表示為：(5)以步驟(4)得到的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值作為輸入變量，以步驟(3)得到的已燒結(jié)礦的成品率作為輸出變量進(jìn)行重復(fù)計(jì)算和驗(yàn)證，根據(jù)支持向量回歸算法建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型；根據(jù)支持向量回歸算法建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的具體步驟為：(5.1)設(shè)熱狀態(tài)參數(shù)和燒結(jié)礦的成品率組成的樣本數(shù)據(jù)集為{(xi,yi),i＝1,2…n},xi為輸入?yún)?shù)，yi為對(duì)應(yīng)的目標(biāo)輸出，即燒結(jié)礦的成品率；(5.2)利用非線性映射將輸入?yún)?shù)映射到高維空間，在高維空間對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行線性回歸，并求解線性回歸問題的最優(yōu)化問題：式中，ε是損失函數(shù)參數(shù)，C是懲罰因子，K(xi·xj)是高斯核函數(shù)，αi是權(quán)系數(shù)；(5.3)對(duì)(5.2)中的最優(yōu)化問題進(jìn)行求解，得到燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型為：式中：K(xi,x)＝exp(-||xi-x||2/2σ2),σ是核函數(shù)寬度，b是偏置量，b值的計(jì)算公式為：(6)采用多項(xiàng)式擬合法對(duì)待預(yù)測(cè)礦的風(fēng)箱廢氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合并通過微分求極值法得到待預(yù)測(cè)礦的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值；(7)將待預(yù)測(cè)礦的熱狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值作為輸入變量輸入燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型，燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的輸出變量即為待預(yù)測(cè)礦的成品率。一實(shí)施例中，隨機(jī)選取200組已燒結(jié)礦的成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，以170組成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)為輸入變量，以成品率數(shù)據(jù)為輸出變量進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，建立燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型；以30組成品率數(shù)據(jù)和熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)，以熱狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)為輸入變量，輸入燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型，燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型的輸出變量為成品率的預(yù)測(cè)值，將成品率數(shù)據(jù)與成品率的預(yù)測(cè)值進(jìn)行驗(yàn)證，預(yù)測(cè)值與實(shí)際的成品率數(shù)據(jù)的對(duì)比圖和誤差值分別見圖6和圖7，由圖7可知，燒結(jié)礦的成品率的預(yù)測(cè)結(jié)果的相對(duì)誤差在[-0.06％，0.08％]之內(nèi)，因此，建立的燒結(jié)礦成品率預(yù)測(cè)模型具有可行性。本方法可以實(shí)現(xiàn)直接預(yù)測(cè)燒結(jié)礦的成品率，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高，為燒結(jié)過程實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)以提高燒結(jié)礦成品率和節(jié)能減耗提供重要依據(jù)。在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3