基于改進ESN的高爐煤氣系統(tǒng)預測方法的研究

【摘要】： 鋼鐵企業(yè)中能源介質(zhì)的傳輸與轉(zhuǎn)換的過程復雜,確保連續(xù)、安全和經(jīng)濟的能源供應是企業(yè)能源管理的重要任務。從鋼鐵企業(yè)能源的使用情況來看,副產(chǎn)煤氣是能源優(yōu)化調(diào)度的重點。由于高爐煤氣(BFG)熱值最低,生產(chǎn)過程復雜,產(chǎn)出波動大,一般情況下企業(yè)在對煤氣調(diào)度和平衡調(diào)整不善時首先選擇將BFG作放散處理,這勢必造成大量有害氣體對環(huán)境造成污染。因此對BFG產(chǎn)生量和消耗量進行科學預測,充分回收和利用BFG,可為制定合理的煤氣使用計劃提供依據(jù),提高鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的水平。 本文以上海寶鋼股份公司為研究背景,針對BFG系統(tǒng)的預測問題,將其系統(tǒng)中的產(chǎn)消用戶分為非調(diào)節(jié)用戶和調(diào)節(jié)用戶,對不同類型用戶采用不同的方法進行預測。對于非調(diào)節(jié)用戶,提出一種帶參數(shù)的改進回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(ESN)時間序列方法進行預測,同時根據(jù)最小均方差準則,以訓練誤差最小為目標,利用隨機梯度下降法優(yōu)化網(wǎng)絡參數(shù),并與其它幾種常見神經(jīng)網(wǎng)絡的預測效果進行了比較,說明了該方法的優(yōu)勢。對于調(diào)節(jié)用戶,則采用平均值法進行預測。對于BFG的受入量,由于其含噪水平較高,直接采用改進ESN方法進行預測,其效果不理想,為此提出一種基于經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)的除噪算法,在預測前首先對數(shù)據(jù)進行除噪。此外,分析了影響高爐煤氣系統(tǒng)柜位升降的因素,采用ESN網(wǎng)絡建立了高爐煤氣系統(tǒng)柜位預測因素模型。 在高爐煤氣系統(tǒng)預測模型的基礎上,本文研究開發(fā)了高爐煤氣系統(tǒng)預測軟件。該軟件分為服務端和客戶端,服務端每隔一定時間對高爐煤氣系統(tǒng)(包括各個用戶和柜位)進行預測,客戶端則將實時數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)通過用戶界面進行顯示。仿真實驗和高爐煤氣系統(tǒng)軟件運行均取得了較好的效果,表明了本文提出算法的有效性。 【關鍵詞】：高爐煤氣預測 回聲狀態(tài)網(wǎng)絡 參數(shù)優(yōu)化 經(jīng)驗模態(tài)分解
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP273;TF321.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 研究內(nèi)容及意義12-14
• 2 一種改進回聲狀態(tài)網(wǎng)絡14-25
• 2.1 時間序列預測技術14
• 2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡14-15
• 2.3 回聲狀態(tài)網(wǎng)絡15-21
• 2.3.1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)15-17
• 2.3.2 學習過程17-19
• 2.3.3 理論分析19-21
• 2.4 改進ESN網(wǎng)絡21-25
• 2.4.1 權(quán)值矩陣W~(in)、W和W~(fb)的優(yōu)化21-23
• 2.4.2 輸出權(quán)值矩陣W~(out)的確定23-24
• 2.4.3 改進ESN的學習過程24-25
• 3 基于改進ESN的BFG系統(tǒng)預測25-40
• 3.1 寶鋼BFG系統(tǒng)25-26
• 3.2 高爐煤氣系統(tǒng)中的預測對象分析26-28
• 3.3 EMD數(shù)據(jù)除噪28-29
• 3.4 ESN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的確定29-30
• 3.4.1 輸入維數(shù)與輸出維數(shù)的選擇29
• 3.4.2 動態(tài)儲備池規(guī)模的確定29
• 3.4.3 激活函數(shù)29-30
• 3.5 仿真算例30-39
• 3.5.1 高爐受入流量預測30-32
• 3.5.2 其他用戶流量預測32-38
• 3.5.3 柜位預測38-39
• 3.6 小結(jié)39-40
• 4 系統(tǒng)開發(fā)及應用40-54
• 4.1 功能介紹40-42
• 4.1.1 服務端41
• 4.1.2 客戶端41-42
• 4.2 數(shù)據(jù)庫設計42-43
• 4.3 系統(tǒng)程序設計43-46
• 4.3.1 程序主流程43-44
• 4.3.2 單用戶預測部分程序設計44-46
• 4.3.3 柜位預測部分程序設計46
• 4.4 運行實例46-49
• 4.5 預測效果49-53
• 4.6 小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 參考文獻56-58
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況58-59
• 致謝59-60

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

基于改進BP網(wǎng)絡的高爐煤氣發(fā)生量預測模型    肖冬峰;楊春節(jié);宋執(zhí)環(huán);

貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡在蒸汽壓力預測中的應用    杜雷

基于Gamma Test的最小二乘支持向量機參數(shù)在線優(yōu)化方法    李德祥

基于改進GTD法的冶金煤氣流量缺失數(shù)據(jù)填補    郁余斌

基于神經(jīng)網(wǎng)絡的聚氯乙烯生產(chǎn)過程的軟測量方法研究    郭秋平

高爐與TRT裝置分布式協(xié)調(diào)控制方法研究    肖冬峰

鋼廠高爐煤氣受入量預測方法的研究    孟繁濱

基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的時間序列預測    張玉瑞,陳劍波

能源介質(zhì)的綜合調(diào)整法    張興良

“十一五”中國鋼鐵企業(yè)信息化發(fā)展建議(摘選)    

往復機械特征頻段信號的解調(diào)分解及其應用    劉紅星,左洪福,姜澄宇,屈梁生

經(jīng)驗模態(tài)分解理論與應用研究    孫暉

基于改進的回聲狀態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性預測    王瑟

淺析灰色系統(tǒng)的發(fā)展及其展望    李崗,熊猛

基于灰色馬爾可夫模型的機場道面使用性能預測    徐波;林偉;蔣忠席;張衛(wèi)芳;

GFRP筋—混凝土粘結(jié)性能影響參數(shù)的灰色關聯(lián)分析    葉勇;郭子雄;

BP網(wǎng)絡中激活函數(shù)的深入研究    倪志偉;

城市工業(yè)廢水排放量灰色預測的研究    王輝;孫世群;熊鴻斌;

基于灰色理論的ANFIS在經(jīng)濟預測中的應用    田麗;張玉成;陳俊;王軍;

基于灰理論的居民生活電力消費預測研究    吳艷蕾;

3PL企業(yè)物流能力灰色評價研究    程晉石;裴九芳;

基于灰色層次決策理論的合蕪蚌試驗區(qū)產(chǎn)業(yè)效應分析    廉同輝;

灰色GM(1,1)模型預測吉林省高粱播種面積    王江紅;于麗瑩;馬英慧;劉紅欣;欒天浩;

煤礦安全事故的灰色馬爾可夫預測模型    張林華;劉玉洲;

灰色聚類評估模型在安全評估中的應用    張平;谷利澤;楊義先;

ARIMA模型在預測燒結(jié)礦成份中的應用    蔣大軍;林千谷;何木光;朱繼濤;李勁明;

水泥基材料組成對固化氯離子能力的影響研究    管學茂;姚燕;王玲;

水泥基材料組成對固化氯離子能力的影響研究    管學茂;姚燕;王玲;

用改進的自組織映射算法求解TSP問題    朱雙鶴;馬凌;

MGM(1,n)模型預測城市地下水水位的動態(tài)變化    孟莉敏;鄢貴權(quán);

基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡的氣動肌肉位置控制    周漢英;王永驥;

人工神經(jīng)網(wǎng)絡用于預測液相外延摻鉍石榴石薄膜中鉍的含量    韋江維;何華輝;

發(fā)電設備狀態(tài)評價的灰色模型    李建蘭;黃樹紅;

電力短期負荷時間序列混沌特性分析及預測研究    謝忠玉

甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究    高曉陽

我國轎車企業(yè)新車面市時間與先行者優(yōu)勢相關研究    汪瓊

鎮(zhèn)江市水環(huán)境安全評價及風險控制研究    劉宏

服務商選擇與備件備品庫存管理研究    任家福

欠發(fā)達地區(qū)森林旅游開發(fā)的理論和實證研究    文紅

我國中部地區(qū)國際物流運作模式研究    龐燕

地質(zhì)遺跡資源評價與地質(zhì)公園經(jīng)濟價值評估    彭和求

基因表達式編程理論及其監(jiān)督機器學習模型研究    張克俊

道路交通規(guī)劃關鍵指標預測方法研究    倪同和

土地利用變化及其對生態(tài)系統(tǒng)服務價值影響研究    杜金龍

寺河礦西井區(qū)3號煤層瓦斯突出預測指標研究    田富超

時間序列線性表示方法及其相似性度量算法研究    湯雪

基于支持向量機的時間序列預測    姜成玉

支持向量機在金融市場預測中的應用    李海清

浙江能源—經(jīng)濟—環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展研究    王麗麗

安鋼鋼渣輔助膠凝性的優(yōu)化研究    余遠明

蒸汽發(fā)生器故障預報方法研究    閻明

艦船沖擊環(huán)境頻域與時域特性研究    郭際

光電跟蹤系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    孔慶珊

基于主元分析的轉(zhuǎn)爐終點ESN靜態(tài)預測模型    王玉昆;張勇;

寶鋼高爐煤氣系統(tǒng)平衡實踐    鄧萬里,陳偉昌

改進回聲狀態(tài)網(wǎng)絡的煙氣輪機狀態(tài)趨勢預測    王少紅;陳濤;徐小力;

我國蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀及節(jié)能潛力    宋徐輝;

動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡在大壩變形預報中的應用    鄧興升;王新洲;

基于分解協(xié)調(diào)的人工魚群優(yōu)化算法研究    李曉磊,錢積新

一種小波分解回聲狀態(tài)網(wǎng)絡時間序列預測方法    王卓群;孫志國;

基于回聲狀態(tài)網(wǎng)絡的時間序列預測方法研究    彭宇;王建民;彭喜元;

基于動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的淬火爐溫度控制系統(tǒng)    胡燕瑜,桂衛(wèi)華,胡志坤

鋼鐵企業(yè)利用余熱余壓發(fā)電的效益分析    劉桂泉;

基于減法聚類算法的球團燒結(jié)透氣性RBFNN軟測量建模    王介生;張勇;常亮;

鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究    孔海寧

核函數(shù)的性質(zhì)、方法及其在障礙檢測中的應用    吳濤

高爐煤氣余壓發(fā)電裝置中爐頂壓力穩(wěn)定性分析與控制試驗研究    印建安

幾個預測方法及模型的研究    唐萬梅

多目標優(yōu)化方法研究及其工程應用    安偉剛

鋼鐵退火工序優(yōu)化調(diào)度及副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)預測研究與應用    劉穎

煉鐵生產(chǎn)流程的分散協(xié)調(diào)優(yōu)化方法研究    周微

基于高斯過程回歸的翼型快速設計研究    單志輝

混合神經(jīng)網(wǎng)絡及其應用研究    夏宏飛

高爐爐頂煤氣溫度分布模式識別神經(jīng)元網(wǎng)絡的研究    涂春林

高爐溫度場與料面分布模型及其應用研究    寧志宇

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的高爐熱狀態(tài)預測模型研究    曾燕飛

鋼鐵企業(yè)能源動態(tài)平衡和優(yōu)化調(diào)度問題研究和系統(tǒng)設計    江文德

基于支持向量機的高爐爐溫預報的研究    鄭俊華

鋼鐵企業(yè)主工序分廠煤氣量預測方法研究    劉渺

TRT系統(tǒng)緊急停機工況下的爐頂壓力控制方法研究    高尚敏

室內(nèi)殘留甲醛氣體污染檢測技術研究與仿真    李曉麗;陳錦花;

用STFT分析瞬態(tài)誘發(fā)耳聲發(fā)射的時頻特征    杜煜,聶開寶,劉琚

基于時頻分解法抑制Wigoner分布交叉項的研究及其在心音分析中應用    高小榕，陳奎孚，楊福生，孫曉英

提高滾動軸承故障包絡檢測效果的兩種方法    王平,廖明夫

基于FFT算法的交流電器選相分合閘技術    杜太行,陳培穎,弭艷芝,劉鑫

機械故障診斷中常用解調(diào)方法的比較及應用    馬曉建,陳瑞琪,吳文英,周保堂,賀世正

自適應旋轉(zhuǎn)投影分解法    殷勤業(yè)，倪志芳，錢世鍔，陳大龐

在不同噪聲背景下Dopplerlet變換在信號恢復中的應用    鄒紅星,周小波,李衍達

時頻分析:回溯與前瞻    鄒紅星,周小波,李衍達

小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合的研究進展    陳哲,馮天瑾

Dopplerlet變換及其匹配收斂性分析    鄒紅星,戴瓊海,周小波,李衍達

基于數(shù)據(jù)的改進回聲狀態(tài)網(wǎng)絡在高爐煤氣發(fā)生量預測中的應用    劉穎;趙珺;王偉;吳毅平;陳偉昌;

基于EMD的支持向量回歸機振動數(shù)據(jù)挖掘    楊曉紅;楊曉靜;朱霄珣;

EMD-ISMO算法在電力負荷預測中的應用    翟永杰;周倩;韓璞;

鐵水硅含量的混沌粒子群支持向量機預報方法    唐賢倫;莊陵;胡向東;

基于經(jīng)驗模態(tài)分解的高分辨率影像融合    王堅;張繼賢;劉正軍;高祥;

EMD算法的位置敏感性分析    張健;馮志華;朱忠奎;

一種改善EMD端點效應的可行方法    李海燕;

經(jīng)驗模態(tài)分解頻率分辨率的一種改進方法    孫偉峰;彭玉華;楊陽;孟慶芳;許建華;

求解非線性最小二乘問題的一種改進型良態(tài)-高效算法    傅鸝;

基于可視化計算的圖形建模及參數(shù)尋優(yōu)環(huán)境的設計與實現(xiàn)    張延華,許陽明

MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測鋼鐵企業(yè)氧氣用量    胡云芝;張延平;胡帥;

鋼鐵企業(yè)在城市垃圾綜合利用產(chǎn)業(yè)領域的發(fā)展前景    廖洪強;錢凱;

鋼鐵企業(yè)節(jié)水工作的思路和方法    王維興;

引進先進工藝技術,保護自然環(huán)境    王兆新;陳新峰;陳愛業(yè);利銘;

淺談鋼鐵企業(yè)鐵前產(chǎn)銷一體化    安豐濤;宋振興;石江;蘇威;張海華;

基于拓撲、形狀和參數(shù)優(yōu)化的集成設計研究    郭中澤;鄧克文;陳裕澤;

關于國內(nèi)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合采購與開發(fā)海外鐵礦石的思考    劉永順;

基于遺傳算法的PID參數(shù)優(yōu)化    崔桂梅;任歡歡;

鋼鐵企業(yè)MES系統(tǒng)淺析    張婧;

鋼鐵企業(yè)電子營銷應用模式設計與實現(xiàn)    李慶予;劉新宇;王靜;

“懼者生存”    本報記者 劉傳佳

催生鋼鐵強國時代    陳姍姍

無序競爭——鋼企重組的加速度    本期執(zhí)筆：龐英

國內(nèi)眾多鋼鐵企業(yè)緣何虧損    任思強

關于建設鋼鐵強國的幾個問題    中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會會長、鞍山鋼鐵集團公司總經(jīng)理 張曉剛

中小型鋼鐵企業(yè)被迫升級    商報記者　 任思強

鋼鐵企業(yè)內(nèi)外兼修直面挑戰(zhàn)    朱寶琛

2006煤、鋼濟南“論劍”    本報記者 方雪萍

四大鋼鐵巨頭海外聯(lián)合拓礦    高建鋒

中國鋼鐵業(yè)為何在全球并購競爭中失語    陳姍姍

鋼鐵退火工序優(yōu)化調(diào)度及副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)預測研究與應用    劉穎

鋼鐵企業(yè)生態(tài)經(jīng)濟績效測度研究    馮蘭剛

鋼鐵企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)方法與關鍵技術研究    胡國奮

基于生產(chǎn)物流的鋼鐵企業(yè)成本核算方法研究    崔發(fā)婧

經(jīng)驗模態(tài)分解及徑向基函數(shù)的一些應用研究    張繼紅

鋼鐵企業(yè)多粒度分型生產(chǎn)計劃管理方法研究    王宏亮

鋼鐵企業(yè)能源實績平衡與優(yōu)化調(diào)度策略及應用研究    聶秋平

鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究    孔海寧

基于經(jīng)驗模態(tài)分解的故障診斷方法研究    楊賢昭

鋼鐵企業(yè)物質(zhì)流、能量流及其相互關系研究與應用    王建軍

基于改進ESN的高爐煤氣系統(tǒng)預測方法的研究    時飛飛

短期電力負荷組合預測模型的研究    黃偉

連鑄結(jié)晶器運行工藝參數(shù)監(jiān)測優(yōu)化系統(tǒng)的研究    傅倬偉

小波神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)優(yōu)化及其應用    張清華

鋼鐵企業(yè)ERP研究與開發(fā)    田建祥

鋼鐵企業(yè)設備管理及其信息化研究    方永恒

硝酸生產(chǎn)過程操作參數(shù)的智能優(yōu)化    宋云東

鋼鐵行業(yè)網(wǎng)絡營銷的發(fā)展及其對企業(yè)營銷管理的影響    周偉

西寧市低溫低濁水增效澄清池處理動態(tài)試驗研究    欒新曉

鐵道客車系統(tǒng)隔振分析及懸掛參數(shù)優(yōu)化    郝建華