基于边界移动法的高炉炉缸侵蚀监测模型

基于预埋在高炉炉缸内热电偶反馈的温度数据,联合数值传热计算和最优化理论的梯度下降法寻找最优化的边界移动步长因子,建立了高炉炉缸侵蚀监测模型.应用建立的模型可有效求解未知边界的传热反问题.将热电偶反馈的监测数据作为输入数据,应用建立的炉缸侵蚀监测模型对其进行未知边界问题反演求解,计算得到了炉缸内衬侵蚀形貌和残厚.把已知炉缸侵蚀形貌和相应的热电偶测温数据的高炉炉缸作为校验模型样本,模型预测与样本的侵蚀形貌对比表明其相对误差平均值为3.6%,确认了炉缸侵蚀监测模型的可靠性.     

高炉风口回旋区断面温度场数值化研究与应用

对风口回旋区内煤粉燃烧火焰断面温度场分布进行数值化研究,有助于诊断高炉风口回旋区煤粉的燃烧状态和了解炉缸的工作状况,同时可以指导改进氧煤燃烧器,改善氧煤燃烧工艺和高炉喷煤操作.采用非接触辐射测温理论和技术,建立了高炉风口回旋区断面图像的二基色(RG)信息与温度间的关系模型,进行了二维平面投影火焰温度场测量,并绘制了回旋区断面温度场等高线.试验结果表明:这种测温技术可行,与抽气式热电偶测量结果相比,准确度达98.09%.     

基于PCA-ELM的红外多光谱辐射测温

在目标发射率未知的情况下,建立一种基于主元分析(PCA)与极限学习机(ELM)相结合的红外多光谱测温方法.分析目标温度与辐射亮度谱的非线性数学模型,确定初始输入向量包含温度估计所需的充分信息;引入PCA方法从输入向量中提取相互独立的主元成分,降低神经网络输入维数;基于ELM网络对样本数据充分学习,最终建立PCA-ELM目标红外测温模型.利用黑体和未知发射率材料涂层目标作为测试目标源,验证该方法的有效性.     

高精度压印机压印轴的热误差分析

在压印光刻工艺中,针对压印机由于温度变化而引起的热误差,通过建立压印机压印轴有限元分析模型,对其温度分布进行了仿真计算.采用高斯求积法优化了温度传感器的位置和数量,选取了1个热源点和2个高斯点作为测温关键点,建立了压印轴测温点的温度变化与压印轴轴向热误差之间的线性计算模型,该方法可以预先确定测温点的数量和位置,避免了传统的从多个测温点中通过实验选择最优传感器数量和位置的方法.研究结果表明,有限元计算结果与实验中温度测量值之间的误差小于7 7%,仿真结果能准确反映压印轴温度场的分布情况,所建立的压印轴热误差模型的计算精度可以达到93%,因此获得了较高的计算精度.     

开关柜母排多点面阵测温与温升异常辨识方法

针对单点传感测温难以全面准确识别高压开关柜过热故障的问题，提出一种以低分辨率多点面阵测温取代传统点测温的新方法及其技术实现.首先，提出低分辨率红外阵列传感器的开关柜温度状态多点传感检测技术，获取开关柜电缆室母排与电缆连接处的多视场温度分布数据.其次，在实现过热区域定位的基础上，建立k最近邻(KNN)算法温度故障辨识模型，识别开关柜母排故障状态.最后，搭建开关柜温度状态监测平台，采集数据并分析.实验结果表明，多点面阵测温不仅适用于开关柜状态监测要求，且其温升异常检测方法可有效实现过热故障的区域定位与识别分类.     

基于磁纳米测温的IGBT热网络参数评估方法

提出一种基于磁纳米测温的绝缘栅双极晶体管(IGBT)热网络模型估计方法,可用于在线评估降维简化的IGBT热阻-热容网络模型.分析了磁纳米测温的理论模型和热网络传递模型,通过磁性纳米测温获得IGBT外壳背部的升温和降温曲线,从而估计热网络模型参数.通过设计的热网络模型参数估计系统和实验流程进行了仿真和实验,结果均验证了基于磁纳米测温的IGBT热网络模型参数评估方法的可行性,这种精确的在线估计方法能为评价IGBT内部热累积效应提供重要依据,也给出了实现大功率器件热安全性的在线评估解决办法.     

基于灰狼算法SVR的烧结矿FeO含量预测

烧结是高炉炼铁的重要环节之一,其中烧结矿FeO的含量对高炉的使用寿命,烧结的原料成本都有重要影响。为了提高烧结矿FeO预测的准确度,提出了一种基于灰狼算法支持向量机回归(GWO-SVR)的烧结矿FeO含量预测模型,利用原料使用数据对烧结矿中FeO含量进行预测,为烧结过程提供理论依据。将98个原料样本数据和烧结矿FeO含量数据进行预处理,选取79个样本作为训练集,19个样本作为测试集,分别建立烧结矿FeO支持向量回归模型(SVR),GA-SVR模型,PSO-SVR模型和GWO-SVR模型,采用决定系数(R2),均方误差(MSE)和绝对平均误差(MAPE)作为模型的对比标准。结果表明,GWO-SVR算法预测精度高、误差小,耗时较短,使用灰狼算法优化支持向量机回归对烧结矿FeO含量预测分析合理、高效。     

基于LS-SVM的混合动力镍氢电池组SOC预测

在电池管理系统中为了使荷电状态量SOC(state of charge)估计精确,提出以遗传算法优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法对电池的SOC进行预测的模型.在电池变流情况下对SOC进行研究,以标准工况下的实验数据作为样本,以电池的电流、电压及温度作为训练模型的输入,SOC作为输出建立模型,使之能很好地适用于混合动力汽车用电池在变电流状态下的实时SOC估计.研究结果表明:该预测模型预测精度高,其最大相对误差小于3％,平均相对误差小于2％,且与神经网络预测结果相比具有更强的实用性.     

分组数据场合指数分布参数的渐近置信估计

利用指数分布的若干个样本分位数,建立线性回归模型,由获得的广义最小二乘估计的渐近正态性,得到分组数据场合分布参数的渐近置信估计.在样本足够大的情况下,该方法简单有效.     

相关向量机在车辆行驶状态估计中的应用

针对车辆运动的非线性特性,利用比支持向量机(SVM)测试时间短、多样本时具有计算量小的相关向量机(RVM)对车辆行驶状态进行估计.为了能够较为准确地估计车辆行驶状态,采集实车试验数据,利用Kalman滤波器对采集到的车速和横摆角速度数据进行滤波,将滤波后的数据作为RVM的输入.依据贝叶斯理论建立最大似然函数,考虑到横摆角速度和车速变化的差异性,依据不同迭代次数下最大似然估计值、伽马值以及值的差异性确定最佳的迭代次数,保证模型具有较短的测试时间和较高的击中概率.有效性验证结果表明:该模型能够较为准确地逼近待估计样本的真值,其中波动性较大的横摆角速度所需要的迭代次数更多,伽马值和值的变化更为迅速,收敛速度较快.     

基于数据特征的加热炉钢温预报模型

针对加热炉工业过程具有复杂、非线性、时滞性的特点和钢坯出炉温度预报问题,提出了一种基于数据特征的改进主元回归(PCR)加热炉钢温预报模型的建立方法.首先通过对原始数据进行同步化处理来解决各数据变量间存在的时间滞后问题;然后提取生产过程中各批次钢坯的统计特征和熵特征,并依据一定顺序将这些特征排列组合,构造等长的数据特征向量;最后通过PCR方法建立过程变量的数据特征和钢坯出炉温度之间的回归预报模型.本文以某钢厂加热炉工业过程为背景进行实验仿真,采用实际生产数据求取建模参数,并对钢坯出炉温度预报进行了测试.实验的校验与误差分析表明,该方法在预测钢坯出炉温度方面具有更好的性能,且预测误差满足工业应用的精度要求.     

总括热吸收率的补偿辨识

总括热吸收率(CF)是连续加热炉L2级控制系统的重要参数.它既受炉子结构参数的影响，也受操作参数的影响，研究其补偿辨识尤为重要.提出基于炉温的一段式三元模型.取三元模型的任意一个模型段，以炉温和钢坯表面温度为输入条件，建立热电偶模型，并耦合求解热电偶及炉墙能量平衡方程，最终得到钢坯表面热流，进而对CF进行反向分析.分别考察了温度、钢坯规格及钢坯表面温度变化对CF的影响.结果表明，当炉温恒定时，CF随钢温的升高而减小，当钢温接近炉温时，CF变化率的绝对值迅速增大;而当钢温恒定时，CF随炉温的升高而增大.另外，CF随钢坯长度和宽度的增加而增大，随钢坯表面黑度的增加而增加.     

运动车辆对隧道火灾顶棚射流温度分布的影响

以公路隧道内小轿车着火、客车驶经火源的场景为例，依托某隧道工程建立火灾计算模型，利用重叠网格技术和火灾数值模拟方法，研究了车辆运动速度对隧道火灾温度分布的动态影响规律.结果表明:当车辆以11.11m/s的速度经过火源时，火源中心横、纵截面隧道顶部的烟气温度最低；当车辆诱导气流对温度分布的影响达到最大时，横断面烟气温度呈现出由着火车道至车辆经过车道先降低、后升高的规律；在最高温度点上游15m范围内纵向烟气温度平稳衰减，且在车速为11.11m/s时衰减速率最大.     

基于LS-SVM的热处理炉钢板温度预报模型

 根据中厚板热处理炉钢板温度控制的工艺特点,建立了一种基于混合核函数最小二乘支持向量机(LS-SVM)的热处理炉钢板温度预报模型,并给出相应的建模步骤。通过LS-SVM模型拟合输入与输出之间的复杂非线性函数关系,以现场生产工艺数据为训练样本对模型进行学习,再选取测试数据样本对模型进行仿真检验。将模型应用于计算热处理炉钢板温度的数学模型中,仿真结果显示,所建立的模型简单,预报能力强,具有广泛的应用前景。     

高炉软熔带数学模型算法的改进

宝钢软熔带模型对高炉监测装置要求较高；只有十字测温装置和炉身上部探测器正常时，模型才能正常运行。对该模型的假设条件和推算方法等方面进行改进，给出了新模型设计框图。应用表明，在十字测温仪不能正常使用时，该模型仍然能够运行。     

高炉用温差自力式调节阀的特性

高炉寿命对炼铁生产技术经济指标有很大影响,而高炉各部位冷却器的冷却状况又极大地影响着高炉寿命。长期以来国内外高炉都是以恒流量供水冷却方式冷却,冷却强度无法满足热负荷峰值时的需要,同时还会造成冷却水供量缺乏均衡和稳定,以致冷却器易烧坏,高炉寿命降低。为改变此种状况,作者提出采用温差自力式调节阀使高炉冷却设备由恒流量供水冷却改为恒温差供水冷却方式,满足高炉冷却在热负荷峰值时对冷却强度的需要,使高炉冷却壁不致烧坏,从而延长高炉寿命。文中针对温差自力式调节阀的原理及结构,特点及作用进行了阐述,并对温差自力式谳节阀的水流量与水温差的关系进行了实验测定。     

基于机理和子空间辨识的煤气混合过程集成建模

针对煤气混合过程特点，建立了基于机理和子空间辨识的集成模型.首先在分析生产工艺和数据基础上，利用蝶阀流量公式建立高炉煤气和焦炉煤气流量机理模型；然后以高炉管道2#阀和焦炉管2#阀开度、高炉煤气和焦炉煤气气源压力为输入，混合煤气压力为输出，建立4输入1输出子空间辨识模型；最后分析各子模型特点，将两种模型进行集成.仿真结果表明，所建立的模型能够有效地反映煤气混合过程的动态特性，为煤气混合过程控制提供可靠的模型基础.     

热压铁焦对高炉综合炉料熔滴性能的影响

利用荷重还原软化熔融滴落实验研究了热压铁焦添加量对高炉综合炉料滴落性能的影响.研究结果表明,随着热压铁焦配比的增加,综合炉料软化区间逐渐加宽,从206.3℃增加到218.9℃;熔化区间逐渐收窄,从171.1℃降低到124.8℃,软熔带逐渐变窄且位置下移;综合炉料滴落压差下降,滴落率先升高后降低,在热压铁焦配比为30%时达到较高值40.58%;综合炉料熔滴总特征值逐渐降低,料层透气性改善.一定量的热压铁焦有助于改善综合炉料熔滴性能,其适宜添加量在30%左右.     

高炉炉温监测与预报的新探索

开发了高炉风口辐射测温探头及计算机软件，不水冷可长期直接安装在窥视孔盖上。测试结果表明，测量数据与生铁［Ｔｉ］，［Ｓｉ］含量有良好的对应关系，为判炉况增添了有力手段。