高爐生產(chǎn)多目標(biāo)優(yōu)化模型及高爐煤氣預(yù)測研究

【摘要】：煉鐵工序是鋼鐵企業(yè)重要的生產(chǎn)工序,該工序能耗約占鋼鐵企業(yè)總能耗的70%,其中高爐能耗約占煉鐵工序能耗的50%,因此,高爐的節(jié)能降耗是鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的重點。高爐節(jié)能降耗的前提是建立相應(yīng)的能耗模型和二次能源生成量模型。本研究在對現(xiàn)有高爐能耗模型和高爐煤氣發(fā)生量模型綜述的基礎(chǔ)上,本著建立可靠、易更新、具有普適性的模型為目的,提出了基于支持向量機的高爐生產(chǎn)多目標(biāo)優(yōu)化模型和基于小波分析的高爐煤氣組合預(yù)測方法,從操作變量出發(fā)對高爐能耗進(jìn)行綜合優(yōu)化并對高爐煤氣生成量準(zhǔn)確預(yù)測,為高爐煉鐵生產(chǎn)過程綜合優(yōu)化及鋼鐵企業(yè)煤氣系統(tǒng)資源優(yōu)化調(diào)度奠定基礎(chǔ)。本文在對高爐煉鐵工藝過程及原理詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,首先研究鋼鐵企業(yè)綜合生產(chǎn)目標(biāo),分析高爐煉鐵過程,確定影響生產(chǎn)目標(biāo)的操作變量和狀態(tài)變量;然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析法,定量計算確定目標(biāo)的主要影響因素,建立生產(chǎn)目標(biāo)的基于支持向量機的預(yù)測模型;以此為基礎(chǔ),研究高爐生產(chǎn)多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立方法,在優(yōu)化模型綜合最優(yōu)的情況下,得到各操作變量和狀態(tài)變量的最優(yōu)參數(shù)值,對高爐生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo);對高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的高爐煤氣,采用基于小波分析的組合預(yù)測方法進(jìn)行預(yù)測,經(jīng)小波分析,根據(jù)得到的煤氣變化趨勢序列和波動序列,分別采用最小二乘支持向量機和時間序列分析方法進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明,建立的能耗預(yù)測模型和高爐煤氣預(yù)測模型準(zhǔn)確度高,為實現(xiàn)高爐生產(chǎn)多目標(biāo)綜合優(yōu)化和鋼鐵企業(yè)煤氣系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度奠定了基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：高爐 灰色關(guān)聯(lián)分析 預(yù)測模型 支持向量機 小波分析 時間序列分析
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF53;TP181
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在問題10-13
• 1.2.1 高爐能耗模型發(fā)展過程10-11
• 1.2.2 高爐能耗模型中存在的問題11-12
• 1.2.3 高爐煤氣發(fā)生量預(yù)測模型研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 高爐煤氣發(fā)生量預(yù)測模型存在的問題13
• 1.3 研究目的、思路和方法13-14
• 1.3.1 研究目的和思路13-14
• 1.3.2 研究方法14
• 1.4 研究內(nèi)容14-16
• 1.4.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.4.2 主要創(chuàng)新點15-16
• 第二章 煉鐵生產(chǎn)過程機理分析16-19
• 2.1 高爐煉鐵工藝流程16
• 2.2 高爐煉鐵過程的基本原理16-19
• 第三章 生產(chǎn)指標(biāo)與操作參數(shù)的關(guān)聯(lián)性分析及綜合優(yōu)化結(jié)構(gòu)19-26
• 3.1 生產(chǎn)指標(biāo)與過程參數(shù)的關(guān)系分析19-21
• 3.1.3 生產(chǎn)指標(biāo)與過程參數(shù)的確定19-21
• 3.1.4 過程參數(shù)對生產(chǎn)指標(biāo)的影響分析21
• 3.2 生產(chǎn)指標(biāo)與過程參數(shù)的關(guān)聯(lián)性分析21-23
• 3.2.1 灰色關(guān)聯(lián)性分析法21-22
• 3.2.2 生產(chǎn)指標(biāo)與過程參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果22-23
• 3.3 單目標(biāo)預(yù)測模型與多目標(biāo)綜合優(yōu)化模型的整體結(jié)構(gòu)和工作原理23-26
• 3.3.1 單目標(biāo)預(yù)測模型與多目標(biāo)綜合優(yōu)化模型的整體結(jié)構(gòu)23-24
• 3.3.2 工作原理分析24-26
• 第四章高爐生產(chǎn)多目標(biāo)綜合優(yōu)化模型26-37
• 4.1 高爐能耗預(yù)測模型26-31
• 4.1.3 高爐能耗樣本數(shù)據(jù)的確定26-27
• 4.1.4 基于支持向量機的高爐能耗模型的建立27-29
• 4.1.5 實例仿真分析29-31
• 4.2 高爐生產(chǎn)多目標(biāo)綜合優(yōu)化模型31-37
• 4.2.1 改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法32-33
• 4.2.2 高爐生產(chǎn)多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立過程33-37
• 第五章 高爐煤氣生成量預(yù)測37-49
• 5.1 高爐煤氣生成量預(yù)測方法37-38
• 5.2 ARIMA時間序列預(yù)測方法38-40
• 5.2.3 ARIMA基本模型概述38-39
• 5.2.4 ARIMA時間序列預(yù)測步驟39-40
• 5.2.5 實例仿真分析40
• 5.3 最小二乘支持向量機預(yù)測模型40-42
• 5.3.1 最小二乘支持向量回歸機原理40-41
• 5.3.2 實例仿真分析41-42
• 5.4 基于小波分析的高爐煤氣發(fā)生量混合預(yù)測模型42-49
• 5.4.1 小波分析42-44
• 5.4.2 基于小波分析的組合預(yù)測方法44-45
• 5.4.3 實例仿真分析45-49
• 第六章 結(jié)論與展望49-51
• 6.1 結(jié)論49-50
• 6.2 展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 發(fā)表論文和科研情況54-55
• 致謝55-56

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