基于主元分析的水泥预热器温度预测
基于时间序列分析的微型加热元件温度预测模型
182 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering数据库技术• Data Base Technique【关键词】时间序列 微型加热元件 ARMA 温度预测模型1 前言加热不燃烧卷烟通过电加热而非燃烧烟草的方式向消费者传送烟气，从形成机理上相比传统的燃烧型烟草制品，烟气中有害成分释放量可降低90%以上，已成为全球烟草行业重要的减害型烟草产品。
加热不燃烧卷烟关键技术在于烟具微型加热元件的温度控制。
本研究采用的加热元件为测温与加热分面设计，该设计可以减小加热和温控间的干扰度，但由于控温面与加热面分面独立，存在温度响应迟滞，影响加热元件控温精度。
因此本研究提出一种基于时间序列的温度预测模型，建立测温面与加热面的温度对应关系，通过实时测试测温面温度实现对加热面温度预测，应用到烟具温度控制中，提高加热元件加热温度精度。
由于加热元件温度是非线性动态耦合下的变量，波动性较大。
因此先基于加热元件加热特性，采集温度数据，对数据进行归一化处理、多元统计分析、主成分分析等数据处理，再分析温度变化趋势，基于时间序列建立ARMA 加热元件温度预测模型。
2 时间序列时间序列是将某一参数或指标的数值按其时间先后顺序排列而成的数字序列，根据已有数据对该参数或指标的进行预测。
ARMA 模型把时间序列作为随机变量，考虑其统计特性，对时间序列自相关性、自身动态记忆性进基于时间序列分析的微型加热元件温度预测模型文/李志强 郑绪东 王程娅 王汝 尤俊衡行分析，短时间内预测是时间序列分析的主要目的。
当时间序列中的任意数值满足（1）式中的回归方程，则称该时间序列服从自回归移动平均模型ARMA （p ，q ）。
x t =∅1 x t-1+θ2 x t-2+…+∅p x t-p +u t +θ1 u t-1+θ2 u t-2+…+θq u t-q （1），其中∅为回归方程系数，θ为移动平均参数，u 为白噪声。
基于最小二乘法的分解炉出口温度预测模型
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 基于最小二乘法的分解炉出口温度预测模型基于最小二乘法的分解炉出口温度预测模型摘要：基于最小二乘算法, 利用 MATLAB 进行了水泥分解炉出口温度预测模型的建立与验证。
仿真研究结果验证了其有效性和可行性, 模型预测效果达到要求. 该研究工作可为进一步研究分解炉的控制算法奠定一定的基础。
最小二乘法是一种应用及其广泛的数学方法。
本文主要讲述了最小二乘估计在预测模型中的应用。
水泥工业是我国的基础工业, 在我国国民经济中占有极为重要的地位. 水泥生产经历了从立窑、干法中空窑、干法余热发电窑、湿法窑、立波尔窑、预热器窑到窑外分解窑的发展过程. 以窑外分解煅烧技术为代表的新型干法工艺, 已成为当今世界水泥工业的主导技术, 也是我国水泥工业的发展方向, 其生产过程是一个复杂的物理化学反应过程, 具有大惯性、纯滞后、非线性等特点, 系统的工况复杂多变. 在整个熟料生产过程中, 最重要的环节之一是对分解炉出口温度进行控制. 能否把分解炉出口温度控制在工况要求的850~ 890 之内, 对整条水泥生产线的稳定生产和节能具有重大影响. 为了研究分解炉的控制算法, 首先需要获取其数学模型. 为此本文根据熟料生产过程中的台时数据,首先采用系统辨识法来建立分解炉出口温度预测模型, 再利用 Matlab 进行其控制算法的仿真研1/ 4究【1】。
一、分解炉建模影响分解炉温度的因素很多, 根据对生产工艺和台时数据的分析以及现场操作人员经验的总结, 可以归纳出分解炉出口温度主要影响因素有: 3 次风温、喂煤量、生料量。
将分解炉出口温度 y ( k ) 作为模型的输出, 3 次风温度u1( k )、喂煤量 u2 ( k) 、生料量 u3( k ) 作为模型的输入, 考虑到前一时刻分解炉的出口温度对系统的影响,把它也作为输入考虑,因此所要建的模型结构为 MISO, 其结构如图 1 所示：最小二乘法是一种以误差平方和最小为准则, 来最佳拟合出符合实验数据的最优参数估计的方法. 最小二乘法是系统辨识建模、自校正控制中应用最广的算法之一, 故本论文的建模主要采用最小二乘法法. 则分解炉出口温度的模型如式( 1) 所示：y(k)=ay(k-1)+b1u1(k)+b2u2(k)+b3u3(k) (1) 式中, { a, b1, b 2, b3} 为一组未知的待定参数, 进行 N 次采样, 获取 N 组观测样本, 则可得到 N 组线性方程, 将其写成矩阵形式为 y=A*B 其中 y(k-1) u1(k) u2(k) u3(k) 分解炉模型y(k) 图 1 水泥分解炉的结构模型图y=(1)(2)...( )ynyy， A=112(2((1)(1) ...(1)2)(2) ...(2)...2)( ) ...u N( )nnnnny kuuy kuuy ku N---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------， B=123abbb求取矩阵 B 也就是求方程 A*B=y 的解，但很多时候方程组 A*B=y 是无解的，则对任意B 都有0A B y。
基于实测数据的水泥道面温度梯度预估模型
域 1 和 区 域 2 横 向 间 隔 3 块 板 ，且 2 个区域的道
面结构相同。每个区域设置板中和板角2 个监测
位 置 ，每个监 测 位 置 设 置 9 个纵向监测点来监测
整个道面结构的温度。
0101
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跑
道
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面层
〇 1
基层
寸
寸
〇 寸
II
图1
U * 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （ 14 3 3 2 0 1 ) 资 助
2 预估模型分析参数计算
2 . 1 等效线性温度梯度计算
由 统 计 的 全 年 温 度 数 据 可 知 ，水 泥 混 凝 土 道 面 板 内 温 度 沿 深 度 的 分 布 呈 非 线 性 ，且 非 线 性 程 度随厚度增加而加强。
目前，道 路 研 究 者 通 过 （（板 顶 温 度 -板底温 度 ）/板 厚 ）的 计 算 方 法 来 近 似 计 算 线 性 分 布 温 度 ， 但 对 于 面 层 厚 度 较 大 的 机 场 道 面 ，用 该 方 法 计 算 温 度 梯 度 ，无 法 准 确 计 算 翘 曲 变 形 和 应 力 。针对
收 稿 日 期 ：2016-11-21
温 度 传 感 器 布 置 （单 位 ：mm) 1 . 2 监测周期及频率
上海浦东国际机场“道面性能在线感知系统”
2
郑 亚 奇 马 鲁 宽 ：基 于 实 测 数 据 的 水 泥 道 面 温 度 梯 度 预 估 模 型
2017年 第 2 期
于 2014年 1 月正式开始运行，至今已监测了大量 的道面结构响应数据。其 中 ，温度传感器的采样
郑亚奇马鲁宽 ( 同 济 大 学 道 路 与 交 通 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 上 海 201804)
大体积混凝土施工仿真分析与温度控制研究的开题报告
大体积混凝土施工仿真分析与温度控制研究的开题报告一、选题背景及意义混凝土是重要的建筑材料之一，在工程中广泛应用。
大体积混凝土施工是指在单个浇筑中使用大量混凝土，一般指体积大于10m³，且浇筑高度大于3m的混凝土施工，如水坝、核电站、大型建筑等。
在大体积混凝土施工中，混凝土自身的发热、升温和收缩等问题导致产生裂缝，甚至对结构安全造成威胁。
因此，深入研究大体积混凝土的温度变化规律，实现控制混凝土温度的精确性和可靠性，成为当前建筑工程面临的一个迫切问题。
二、研究内容本研究将从大体积混凝土施工的仿真分析和温度控制两个方面入手，主要研究内容包括：1.通过建立大体积混凝土施工的有限元模型，分析混凝土升温和收缩的规律，并探究这些因素对混凝土性能的影响。
2.设计混凝土施工温度监测系统，实时监控混凝土温度变化，验证仿真模型的准确性和可靠性。
3.基于实时监测数据和仿真结果，采用控制策略和控制算法，精确控制混凝土的温度，保证混凝土的强度、稳定性和耐久性。
三、研究方法1.建立大体积混凝土的有限元模型，采用ANSYS等软件进行数值模拟，分析混凝土升温和收缩的规律。
2.设计混凝土施工的温度监测系统，采用模拟实验和现场试验相结合的方法，验证仿真模型的准确性和可靠性。
3.采用控制理论及相关算法，制定混凝土施工温度控制策略，保证混凝土的强度、稳定性和耐久性。
四、预期成果1.深入了解大体积混凝土升温和收缩的规律，寻找解决混凝土温度问题的方法，为大型建筑和重要基础设施的建设提供参考。
2.设计出高精度、可靠的混凝土施工温度监测系统，并验证其实用性。
3.制定混凝土施工温度控制策略和算法，并在现场验证其可行性和可靠性。
五、研究进度安排第一年：调研、文献资料搜集，初步建立大体积混凝土的仿真模型，并进行相关数值模拟；设计温度监测系统并进行模拟实验。
第二年：根据第一年研究结果，优化混凝土的有限元模型，进一步探究混凝土升温和收缩的规律；制定混凝土施工温度控制策略和算法，进行现场实验验证。
基于smith预估的水泥分解炉温度MRFAC控制器设计
制相 结合 的方 法 ， 差大 时用 模糊 控制 ， 偏 偏差 小 时
改换 为 ＰＤ控 制 。控 制效 果 有 了一 定 的改 善 ， Ｉ 但
采用预估器 的 ＭＲ Ａ Ｆ Ｃ主要 由基 于神 经网络 的 ｓｉ ｍ ｔ 估器 、 糊 控制 器 、 ｈ预 模 参考 模 型 、 习调 整机 学
是要 想选 好切换 点 并使这 两 种方法 平滑 稳定 地切 换就不 容易 了。文献 ［ ］ ４ 采用 了智 能预 测控制 ， 在 正常工 况下 能 够对 烧 结 温 度 进 行 稳定 控 制 ， 在 但
文献 ［ ］ ５ 的基础 上选取 了更合 理 的参 考模 型 ， 改善
随着水泥装备 向大 型化方 向发展 ， 以预分解 技 术 改进传统 的水泥生产方式是 当前我 国水泥工业 的 发展方 向 ， 分解炉 的温度控 制对整 个水 泥生产流 程
的稳定运行至关重要 。 对 于分解炉 温度控 制 目前 普遍 采 用 的控 制 策 略是 ＰＤ控制 。然而 分解 炉 温度被 控 对象 具 有 大 Ｉ
一
个 相 当 重 要 的 参 数 ， 般 要 求 控 制 在 ８ ０～ 一 ５
９０℃。分解炉 出 口温度 主要受 通风量 、 ０ 煤粉量 、 生 料量三者变化 的共 同影 响 ， 在正常运行情况下 ， 人炉
象 的新控制 方 法 产 生 了 ， 中模 糊 控 制 方 法 应用 其 最 为广泛 。但是 对 于其重 要 的模 糊控 制规 则 的选
惯性 、 非线 性 、 系统 工 况 复杂 多 变 ， 以得 到 精 确 难 的数 学模 型。因此 常规 ＰＤ控 制方 法 难 以获 得满 Ｉ 意的控制 效 果 ， 响 着 水 泥 的产 量 和质 量 ｕ 。随 影
着智 能控制 理 论 的发 展 ， 制分 解 炉 这 种 复 杂对 控
大体积混凝土实时温控预报气温选取研究
大体积混凝土实时温控预报气温选取研究黄耀英1，顾璇2，顾以中3，周宜红1(1．三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002；2．中国葛洲坝集团股份有限公司三峡分公司，湖北宜昌443002；3．中国葛洲坝集团第二工程公司，湖北宜昌443002)摘要：针对大体积混凝土实时跟踪预报分析时的气温的选取问题，以某混凝土工程为例，对比仿真分析多年月平均气温、13平均气温及13变化气温下的温度场。
计算分析结果表明，除了浇筑层表面在层间间歇期间外，其余部位和时间三种气温下的温度均吻合得较好。
因此，在进行实时跟踪温控预报时，优先以周天气预报进行仿真分析，在缺少周天气预报时。
也可以采用多年月平均气温进行仿真预报。
关键词：大体积混凝土；温控预报；月平均气温；日平均气温；13变化气温A i r T em per at ur e Sel ect i on f or R eal T i m e T em per at ur e C ont r ol F or eca s t of M as s C oncr e t eH ua ng Y a oyi n91，G u X ua n2，G u Y i zho n93，Z ho u Y i hon91(1．C hi na T hr e e G or ge s U n i ver si t y，Y i chan g H ubei443002；2．Chi na G ezh ouba G roup C o．L t d．T hr ee G orge s C om pa ny，Y i c ha ng H ubei443002；3．C hi na G e zhou ba G r oup N o．2Engi nee r i ng Co．，I上d．，Y i chang H ubei443002)A bst r act：T he ai r t e m pe r at ur e s el ect i ons i n r e al-t i m e f or ecast of m a s s co ncr et e t e m pe r at ur e w e r e an al yze d her ei n by a cas est ud y．T h e t e m pe r at ur ef ield under t he condi t i ons of m ean m ont hl y ai r t em pe rat ure，m ea n dai l y ai r t e m pe r at ur e a nd ai r t e m pera t ure dai l y var i at i on w e r e si m ul at ed r espe ct i vel y．T he r es u l t s s h ow t h at，in addi t i on t o t he sur f ac e of pl ac i ng l i f t dur i ng i nt er m i t t ent per i od，t he si m ul at ed t e m pe r a t ur e di s t r i b ut i ons i n oth er par t s a nd a t ot her ti m es bas ed o n t hr ee ai r t e m pe rat urecon di t i o ns ar e cons i s t ent w i t h t he act ual m e as ur e m ent s．I t i s sugge st e d t hat t he w e ekl y ai r t e m per at ur e f or ecas t shoul d be gi ven pr ior i ty i n t he t e m pera t ure f ield si m ul at i on f or r eal t i m e t e m pe r a t ur e cont r ol f or ecas t of m ass con cr et e，a nd t he m ean m ont hl y ai r t e m pe rat ure c a n al so be used i n t he a b s e n c e of w eekl y ai r t e m pe r a t ur e for eca s t．K ey W or ds：m麟concret e；tem perat ur e f or ecas t；m e an m o nt h l y ai r t e m per at ur e；m e an dail y ai r t em per at ur e；ai r t e m pe rat ure dai l y var i at i on中图分类号：0241；TV431文献标识码：A文章编号：0559—9342(2010)08—0048-03气温的变化是引起混凝土裂缝的莺要原因。
预热器温度分布及原因探讨(一)
预热器温度分布及原因探讨（一）作者：齐砚勇出处：水泥商情网更新时间：2011-5-6 13:56:21 顶热★★★我国水泥预分解窑生产线产量接近80%，但熟料烧成热耗低于700kcal/Kg熟料，并不多。
预分解窑系统产量的高低取决于分解炉工作的好坏以及入窑分解率的高低；熟料质量则取决于窑内烧成及熟料冷却。
一级筒出口气体及粉尘带走的热量占熟料总热耗的20%左右。
余热器系统工作好坏直接决定热耗高低。
笔者估算，一级筒出口温度每降低10℃，熟料热耗降低3%~4%。
四川某水泥厂两条设备完全一样的日产5000吨的水泥生产线，所用原料完全一样，各级预热器出口温度差异较大，一级筒出口的温度相差高达40℃。
图1 1#预热器各级温度分布图2 2#预热器各级温度分布悬浮预热器是将生料粉与回转窑窑尾排出的烟气混合，并使生料悬浮在热烟气中进行热交换的设备。
生料在管道内被分散，且80%以上的热交换在管道内进行。
悬浮状态下，生料的换热面积比窑内堆积状态大2300倍，换热时间也只需0.02～0.04秒，旋风筒则主要完成气固分离。
是一种极高效的传热过程。
只要生料分散均匀，气固之间的温差大约为30℃左右。
这就导致尽管某级换热效果不佳，分散正常的各级换热系统能起到缓冲、弥补作用，对最终换热效果的影响不显著，常常被忽略。
影响预热器换热效果的因素为物料分散、分离效率、漏风、表面散热。
本文通过对各级旋风筒出口温度分布的计算，建立不同温度分布与实际工况之间的关系。
本文从热量平衡和物料平衡的原理出发，建立了数学模型，并分别讨论了分离效率的影响1 数学模型和计算程序稳定操作过程的悬浮预热器可认为是一稳流体系，据此可建立下列方程:1.1物料平衡方程它包括喂人预热器与分离后送出的主流物料和废气带入带出的飞灰(如图3)以及气流方程。
图3 预热器物料平衡图(1)物料方程m4 = m5 * (1-0.01 *η5) / η5f5 = (m4 + m5 * 0.01) * (1–η5)m3 = (m4 - f5 * η4) / η4f4 = (m3 + f5) * (1 - η4)m2 = (m3 - f4 *η3) /η3f3 = (m2 + f4) * (1 -η3)m1 = (m2 - f3 *η2 / η2f2 = (f3 + m1) * (1- η2)m0 = (m1 - f2*η1) /η1f1 = (f2 + m0) * (1- η1)其中m为出旋风筒物料量，η为预热器的分离效率(下同)，f为旋风筒出口飞灰量。
水泥预热器耐火材料设计
水泥预热器是水泥生产中的重要设备之一，它的主要作用是在水泥窑进入高温区之前，将原料进行预热，以提高水泥窑的热效率和生产效率。
然而，水泥预热器在高温环境下长时间运行，会对预热器内部的耐火材料造成严重的磨损和腐蚀，从而影响设备的使用寿命和生产效率。
因此，在水泥预热器的设计中，耐火材料的选择和设计显得尤为重要。
一、水泥预热器的工作原理水泥预热器是水泥生产线上的重要组成部分，它主要由预热器筒体、预热器旋风分离器、预热气体管道、燃烧室等组成。
当水泥窑进入高温区之前，预热器筒体中的原料被预热器旋风分离器中的高速旋风分离器分离，并通过预热气体管道进入水泥窑中进行煅烧，从而提高水泥窑的热效率和生产效率。
预热器筒体内部的耐火材料起着重要的保护作用，可以有效地防止高温下的磨损和腐蚀。
二、水泥预热器的耐火材料选择1. 耐火材料的种类水泥预热器中常用的耐火材料主要有硅酸盐系列、碳化硅系列、氧化铝系列等。
其中，硅酸盐系列材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能，而碳化硅系列材料具有较好的耐高温性能和耐腐蚀性能，氧化铝系列材料则具有较好的耐化学腐蚀性能。
2. 耐火材料的性能选择耐火材料时，需要考虑材料的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、耐化学腐蚀性等性能。
耐磨性和耐腐蚀性主要是指材料在高温环境下的耐受性能，耐高温性能则是指材料在高温环境下的稳定性能，而耐化学腐蚀性主要是指材料在酸碱环境下的稳定性能。
三、水泥预热器的耐火材料设计1. 筒体结构设计为了提高水泥预热器的使用寿命和生产效率，需要对筒体结构进行合理的设计。
一般来说，筒体的内径越小，预热器的效率越高，同时也可以减少耐火材料的使用量。
此外，筒体的内部应该尽可能平整，以避免原料在预热过程中被卡住或卡死。
2. 耐火材料的厚度设计在水泥预热器的耐火材料设计中，耐火材料的厚度是一个非常重要的因素。
如果耐火材料的厚度过大，会导致预热器的效率降低，而且会增加成本；如果耐火材料的厚度过薄，则会影响设备的使用寿命，甚至会引起事故。
主成分分析结合极限学习机的高炉炉温预测模型
主成分分析结合极限学习机的高炉炉温预测模型袁冬芳;曹富军;李德荣【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2017(036)004【摘要】炉温控制是高炉过程控制的基础与核心技术,炉温的走势最直接地反应了高炉的运行状况.因此,建立合理的炉温控制模型至关重要.铁水中硅的含量与炉温成正比例关系,而冶炼过程中状态变量、控制变量及入炉基本条件等都会影响炉温,如果考虑全部的相关因素,势必会因信息冗余降低模型的性能.为此,首先采用主成分分析(PCA)方法对多维输入变量进行降维,同时回避了变量间的多重共线性问题.其次,将PCA处理得到的相互独立的主成分用于网络训练,建立了基于极限学习机(ELM)的炉温预测模型,该模型克服了前馈神经网络训练速度慢、容易陷入局部极小的缺点.最后比较了传统的BP学习算法、ELM算法和PCA结合ELM算法的预测效率,试验证明本文算法具有较高的命中率,可以用来指导高炉实际生产.【总页数】6页(P327-332)【作者】袁冬芳;曹富军;李德荣【作者单位】内蒙古科技大学理学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学理学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学理学院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TF543;TP273.4【相关文献】1.基于小波极限学习机的分解炉温控系统建模 [J], 董燕;牛鑫;朱永胜;毕浩洋2.一种结合互补集合经验模态分解和小波核极限学习机的短期电力负荷预测模型[J], 郭瑞;樊亚敏;潘玉民3.主成分分析结合极限学习机辅助激光诱导击穿光谱用于铝合金分类识别 [J], 潘立剑; 陈蔚芳; 崔榕芳; 李苗苗4.基于主成分分析法的代价敏感极限学习机 [J], 顾竞豪; 王晓丹5.基于核主成分分析-半监督极限学习机的钻井溢流诊断方法 [J], 李仙琳;左信;高小永;岳元龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于神经网络的水泥回转窑温度预测模型
影响回转窑热丁制度的因素很多，主要有煤粉喂入量、生 料喂料量、窑胴体转速，窑系统压力、二次风温度、烟气成分、 生料的易烧性、煤粉质量等等，并且各因素之间还存在着强 耦合作用。对这样一个多因素、慢时变、分布参数、非线性、大 时滞、强耦合的控制对象，难以建立精确的数学模型。对于这
［４］Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａ Ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ
Ｔｅａｃｈ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｏｕｔ ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ，ｅｍｂｅ ＳｙｓｔｅＩｌｌ，Ｐｉｐｅｓ ａｎｄ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ８ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９７，１
（广西大学）林小峰刘唐波雷声勇
ＬＩＮ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ ＬＩＵ Ｔａｎｇ··ｂｏ ＬＥＩ Ｓｈｅｎｇ·－ｙｏｎｇ
摘要：曰转窑的生产过程是一个复杂的物理化学反应过程，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点。工艺过程复杂多变，难以得
到精确的数学模型．本文利用ＢＰ神经网络可以实现任意非线性映射的特点建立其神经网络预测模型．结合广西某大型水泥
．引言 一 在现代水泥丁业生产中，回转窑是关键设备，主要用于水
泥熟料生产。回转窑的生产过程很难准确描述，其中包括燃料 的燃烧、热的传导、熟料的化学成分等。其中最重要的原因是 在复杂的热传导同时发生化学、物理、矿物反应。对回转窑温 度的稳定控制是保证水泥熟料质量的充分必要条件。回转窑 的温度是一个大滞后、大惯性、非线性的复杂控制对象，影响 它的外部因素很多，且各个因素之间存在耦合和不确定性，难 以用一个精确的数学模型来描述，给温度控制的实施带来了 困难。神经网络具有良好的非线性能力，可以实现非线性系统 的建模与控制。
１０２３．５４Ｉ
基于IPSO-SVR的水泥分解炉温度预测模型研究
基于IPSO-SVR的水泥分解炉温度预测模型研究金星;徐婷;冷淼【摘要】为建立稳定可靠的分解炉温度预测模型,结合与分解炉温度密切相关的几个主要运行参数,提出一种粒子群参数优化的支持向量回归机算法(PSO-SVR),并在粒子群算法中引入自适应惯性权重的思想,构建出分解炉温度预测模型.与未改进的模型进行仿真对比实验,实验结果表明,该IPSO-SVR模型具有较佳的预测能力,预测相关系数达到0.7075,温度预测误差绝对值不超过7℃,误差率在0.8%以内.%In order to establish a stable and reliable temperature prediction model for the decomposing furnace,in combina-tion with several main operating parameters closely related to the decomposing furnace temperature,a particle swarm optimiza-tion based support vector regression(PSO-SVR)machine algorithm is proposed. The thought of adaptive inertia weight is intro-duced into the particle swarm optimization algorithm to construct the decomposing furnace temperature prediction model. The model is compared with the unimproved one by means of simulation experiment. The experimental results show that the IPSO-SVR model has better forecasting ability,the correlation coefficient reached to 0.7075,the temperature prediction error abso-lute value is less than 7 ℃,and the error rate is within 0.8%.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)009【总页数】4页(P148-151)【关键词】分解炉温度;粒子群算法;惯性权重;支持向量回归机;预测模型【作者】金星;徐婷;冷淼【作者单位】长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TN911.1-34;TP273水泥初级分解是新型干法水泥生产工艺的主要环节之一，分解炉是初级分解系统的核心部分，它承担了分解系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解任务[1]。
基于智能控制技术的水泥回转窑温度控制系统设计
摘要温度控制在我国电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
它对控制调节器要求极高，回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设备。
温度是回转窑工艺过程控制中的重要参数之一，自上世纪60年代起人们便开始注意它的控制问题，并进行了大量研究工作。
提高回转窑的控温精度对于改善焙烧质量、节约能源、降低生产成本都有重要意义。
本文在分析回转窑工艺特点及其控制要求基础上，为解决回转窑温度控制超调量大、调节时间长等问题，提出了回转窑窑温模糊控制方法，提高对回转窑的控制精度。
用模糊控制理论建立参数模糊规则表，通过模糊推理获得模糊控制决策表，并对其进行模拟仿真，仿真结果表明参数模糊规则表建立合理，模糊控制器在响应速度、稳态精度等方面均优于常规PID控制器。
模糊控制器对系统模型要求不高，在有干扰信号或系统模型发生变化时能够满足回转窑的煅烧工艺要求，提高回转窑的控温精度，改善煅烧质量，适用于类似回转窑温度控制系统这样的非线性、大滞后且随机干扰严重的系统。
关键词：回转窑，温度控制，模糊控制，仿真ABSTRACTTemperature control is widely used in electron, metallurgy and machine industry in our country. It needs higher quality temperature controller. Rotary kiln is the key equipment in the production of metallurgy, cement and material of fire-fast, people began to pay attention to the problem of rotary kiln control in 1960s, a lot of research works have been done. It is significant for ameliorating production quality, saving energy, reducing operating costs to improve control precision of rotary kiln.Based on analyzing the rotary kiln's technology and control request, in order to solve the problems of rotary kiln temperature control system big overshoot and long time of regulation etc. Fuzzy control is proposed to improve the temperature control precision on rotary kiln. Fuzzy controller regulates the proportional, integral and differential coefficient by fuzzy control theory to establish tables of parameters fuzzy rules and control lists. The simulation result of temperature curve showed: Fuzzy rules are reasonable. Fuzzy controller is independent of the system model, and it is prior to general PID in' response speed and stable precision and restraint ability against the interference, it offer higher precision and improve production quality. The fuzzy controller is appropriate to nonlinearity and pure time-delay and random interference system such as rotary kiln temperature control system.Keywords:rotary kiln, temperature control, fuzzy control, simulation目录第1章绪论 (1)1.1 国内外水泥及其生产技术的发展现状及趋势 (1)1.1.1国外水泥生产概述 (1)1.1.2我国水泥生产发展现状与趋势 (1)1.2水泥生产工艺 (2)1.3课题的设计目的和意义 (3)第2章智能控制系统理论 (5)2.1 控制理论发展概述 (5)2.2智能控制简介 (5)2.2.1智能控制系统的功能及其基本要素 (5)2.2.2智能控制的特点及类型 (6)2.3模糊语言 (6)2.3.1模糊语言的概念 (6)2.3.2模糊语义 (8)2.3.3模糊语法 (8)2.3.4模糊推理 (9)2.4模糊控制理论 (10)2.4.1模糊控制的基本思想 (10)2.4.2模糊控制系统的基本组成 (11)2.4.3模糊控制器 (13)2.4.4模糊控制算法 (15)2.4.5模糊控制器基本设计方法 (15)2.5神经网络控制 (18)2.6专家系统 (19)2.7本章小结 (20)第3章水泥回转窑温度控制系统设计 (21)3.1 水泥回转窑检测和控制现状 (21)3.1.1水泥回转窑参数控制 (21)3.2回转窑工艺过程 (22)3.2.1煅烧工艺 (22)3.2.2回转窑基本结构 (23)3.3回转窑的模糊模型 (24)3.3.1概述 (24)3.3.2模糊控制方案的建立 (24)3.3.3模糊控制器的设计 (25)3.3.4解模糊 (28)第4章水泥回转窑温度模糊控制的仿真 (30)4.1 MATLAB的概况 (30)4.2回转窑模糊控制系统仿真 (30)4.3仿真结果分析 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)第1章绪论1.1国内外水泥及其生产技术的发展现状及趋势1.1.1 国外水泥生产概述现在，国际水泥工业以预分解技术为核心[1]，将现代科学技术和工业生产的最新成果广泛用于水泥生产的全过程，形成了一套具有现代高科技特征和符合优质、高效、节能、环保要求以及大型化、自动化的现代水泥生产方法。
回转窑烧成带温度预测模型
回转窑烧成带温度预测模型1、建模方法选择数学模型是用于反映所研究系统特征的数学表达式，是帮助我们深入分析系统以及合理控制系统的重要依据。
数学模型的建立大致分为两种:基于机理分析建模和基于数据拟合建模。
机理建模所建立的数学模型一般为微分方程、状态方程、传递函数等，同时还要分析系统运行的约束条件，这些等式或不等式共同构成了所描述系统的模型。
在构建模型的过程中可能遇到所建立的数学表达式十分复杂、不便于求解或者被研究对象的数学模型无法建立的问题。
这时要进一步分析输入输出变量之间的关系，忽略部分对输出影响小的因素以简化计算。
因此，简化后的一般是所研究系统的低阶模型，对复杂的工业系统就有些力不从心了，数据拟合的建模方法就突显出它的优势。
数据拟合建模的方法是将被研究对象视为一个“灰箱”或者“黑箱”，忽略其内部复杂的结构，从输入输出数据出发，建立一个等效的结构。
对于复杂的工业系统，一般先假定模型采用某种结构，经过学习样本，最小化模型输出与实际输出之间的误差，进而得到模型的参数，典型的方法有神经网络、支持向量机、最小二乘支持向量机等。
1.1神经网络法神经网络是仿照生物神经网络建立的人工非线性模型。
神经网络是一种运算模型，它包含了神经元的激励函数、神经元之间的联系方式。
神经网络按网络结构划分大致有以下几类:前馈式网络、输出反馈的前馈式网络、前馈式内层互联网络、反馈型全互联网络和反馈型局部互连网络。
拓扑结构图如下所示:图1 神经网络拓扑图神经网络具有充分逼近任意复杂的非线性关系、联想储存功能、并行分布式寻优等特点，从而被广泛应用于工业系统的建模中。
但是它的缺点也十分明显。
神经网络的基础是传统统计学，在建模过程中需要采集大量的样本，最好是有无穷多的样本。
而实际建模过程都采用有限样本集，这就限制了神经网络的建模效果。
1.2、最小二乘支持向量机法最小二乘支持向量机是支持向量机的改进算法，它具有支持向量机的优点。
支持向量机最早由Vapink等提出的机器学习方法，并且建立了统计学习理论(StatisticalLearning Theory)的基本体系。
回归分析在水泥热量预测中的应用
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对于上述观测结果， 利用回归方程可以预测， 当水泥中 ,234 ・ 56( 4, 的成分占 &!7 ， ,234 ・ 894( 的成分占 ’+7 时， 有 -%7 的把握认为这种水 泥在凝固时放出的热量在 &!+: %&* （ 卡 ; 克） ， &&*: ’+, （ 卡 ; 克） 之间， 有 --7 的把握认为这种水泥在 凝固时放出的热量在 &!’: ((’ （ 卡 ; 克） ， &&-: -*" （ 卡 ; 克） 之间。 参考文献：
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参考文献(4条) 1.王松桂.陈敏.陈立萍 线性统计模型 1999 2.茆诗松.丁元.周纪芗 回归分析及其试验设计 1981 3.梁武韬 试验数据与回归分析[期刊论文]-土木工程学报 2005(08) 4.钱海荣 线性回归方法的探讨[期刊论文]-统计与决策 2005(11)
对水泥窑预热预分解系统节能效果的探讨
对水泥窑预热预分解系统节能效果的探讨摘要：近年来，随着我国“双碳”的明确提出，煤炭企业作为我国高耗能行业，面临着巨大的减碳压力。
然而，加热和预分解的全面产品升级仍然可以成为煤炭企业“保护环境、节能减排”的重要途径。
许多企业已经在尝试开发和应用“六级预热器”。
换热器效果好的加热系统软件不仅可以提高窑的整体热利用率，而且可以保证熟料的质量，降低熟料燃烧的热耗率。
关键词：水泥窑；预热；预分解系统；节能效果1预热预分解工艺流程1.1喂料干燥材料在通过C1气缸底部的热流之后，通过顶部管道从C1气缸割晒机转移到C2气缸，依此类推，最后到达分解炉。
80%以上的热传递在旋风分离器通道管道中进行。
在移动和上升的热空气流的影响下，通道管道中的干燥材料迅速上升，与旋风分离器一起运动，干燥材料在脱水后迅速分散。
1.2液固分离干燥材料由热空气流携带进入旋风分离器后，将旋转并在旋风分离器中流动。
在重力的作用下，它会一边旋转一边向下运动。
当它到达锥体顶端时，它会旋转并再次上升，然后从支气管移动到气旋的下一级。
1.3预分解窑外预分解理论是新型干法水泥熟料燃烧技术的一项重大进展。
其目的是在水泥回转窑和预热器之间增加一个预分解器，在窑尾上升烟道中设置一个煤喷嘴，将原煤注入分解炉，并填充干燥材料硫化物分解吸热反应所需的热量。
干燥材料漂浮在分解炉中，硫化物快速分解，分解率超过90%。
科学技术的本质是将原本在水泥回转窑中进行的硫化物分解的日常任务移至窑外进行分解。
主要目的是提高燃烧效率和生产能力。
此外，60%的原煤来自分解炉，40%来自贾庄，可降低水泥回转窑的热耗，缓解篦冷机的热耗并延长设备的使用寿命；由于干燥材料和天然材料在漂浮时搅拌均匀，天然材料可以充分点燃，燃烧热可以及时传递给干燥材料，从而使干燥材料中的硫化物快速分解，大大缓解了炉内硫化物分解的压力。
2对水泥窑预热预分解系统节能2.1预热器系统降阻节能优化措施据分析，我公司已在2020年初，在高峰减负荷和维护期间，对预热器系统的运行和维护采取了一系列降阻、环保和节能措施。
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本科生毕业设计（论文）题目姓名与学号指导教师年级专业小班所在学院和系200 年月日浙江大学本科生毕业论文（设计）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。
2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
毕业论文（设计）作者签名：年月日摘要水泥回转窑热工制度的稳定程度, 是水泥生产中影响质量、产量和能耗的关键因素。
水泥回转窑系统很庞大, 影响系统热工制度稳定的因素很多。
通过协调控制窑转速、生料量和煤粉量三个参数, 可以基本满足对温度的调整要求。
但它们之间的影响错综复杂、交叉耦合在一起。
又由于系统很庞大, 惯性大,滞后也很大, 一但出现振荡, 调整过程将延续很长时间。
因此，保持回转窑和与分解炉炉况稳定，减少振荡的次数，保持较稳定的温度，对于实现水泥工艺过程节能降耗、提高资源和工艺设备利用率以及充分发挥分解过程生产潜力、提高分解过程的技术经济指标，实现企业的可持续发展，都具有重大意义。
本文针对预分解系统的预分解过程和烧成系统的烧成过程，研究大量变量间的相关关系，以期稳定系统的温度，提高水泥工艺的生产效率，达到节能降耗，优质高产的目的。
主元分析方法是统计学中的重要方法之一，在处理数据挖掘中高维数据问题上有很大的突破。
本文针对预分解系统和回转窑系统变量多，关系错综复杂的问题，采用主元分析方法，对过程的历史数据进行处理，以使得信息得到有效的集中，只需对少数几个重要分量建立复杂模型重点预测，而对其它分量只简单计算即可，建模效率和预测精度能得以大大提高。
该方法可以克服数据的多而耦合的问题，选出的相对主元具有代表性，可以很好的解决数据挖掘中的高维数据压缩问题。
通过对实际工业数据的仿真研究，结果表明该方法取得了很好的效果。
关键词：水泥工艺数据挖掘主元分析多元线性回归AbstractCement rotary kiln system for thermal stability is the key impact of cement production quality, production and energy consumption. Cement rotary kiln system is very large，there are many factors impacting on thermal stability system. Through the coordination and control of three parameters, the speed of the kiln, raw coal feed and the volume of the, you can basically meet the requirements for temperature adjustment. However, the impact among them is complex, and they are cross-coupled together. Once the oscillations occur, the adjustment process will continue for a long time. Therefore, maintaining the stability of rotary kiln and calciner furnace, reducing the frequency of oscillation, and maintaining a more stable temperature are of great significance for the realization of cement energy saving.This article focus on precalciner system processes and the burning process of burning system, studying on the correlation between variables to stabilize the temperature of the system to improve the efficiency of cement production technology and achieve the purpose of energy saving, high-quality and high-yield. PCA is an important statistical method , in dealing with the issue of high dimensional data in data mining, there is a major breakthrough. In this paper, for the problem that systems and rotary precalciner system have variables and their relationship are complex, principal component analysis method is used, dealing with historical data of the process to enable effective centralized information. We just need to establish complex models forecast on a few important component, while other components can be simply calculated, modeling efficiency and prediction accuracy can be greatly improved. This method can overcome the coupling problem of multi-data, the relative principal elected is representative, and it can be a very good solution tohigh-dimensional data compression problem of data mining. Industrial data on the actual simulation results show that the method has achieved very good results.Key Words: cement technology data mining principal component analysis(PCA) multiple linear regression目录第一章绪论 (1)1.1项目的背景与意义 (1)1.2工业数据挖掘 (2)1.2.1数据挖掘的概念 (2)1.2.2工业数据挖掘 (4)1.3新型干法水泥生产工艺流程 (6)1.4论文主要内容 (7)1.5小结 (7)第二章数据预处理的研究 (8)2.1引言 (8)2.2数据误差处理的研究与分析 (9)2.2.1数字滤波 (9)2.2.2异常数据的剔除 (12)2.2.3数据的平滑 (14)2.3数据变换处理的研究与讨论 (15)2.3.1标度变换 (15)2.3.2数据转换 (16)2.4温度预测建模中数据的预处理 (16)2.5小结 (19)第三章风煤料变量的主元分析 (20)3.1主元分析概述 (20)3.2主元的计算方法 (21)3.3提取主元的计算步骤 (24)3.4主元个数的选取 (26)3.5风煤料变量的主元选取 (28)3.5.1Matlab中主元分析函数princomp.m的介绍 (28)3.5.2基于现场数据的主元提取 (28)3.6小结 (30)第四章线性回归 (31)4.1多元线性回归模型概述 (31)4.2多元线性回归分析法的原理及方法 (31)4.2.1多元线性回归方程的回归参数估计 (31)4.2.2回归方程的显著性检验 (32)4.3预热器预测温度的多元线性回归模型 (33)4.3.1多元线性回归函数regress.m的介绍 (33)4.3.2多元线性回模型的建立 (34)4.3.3多元线性回模型的检验 (34)4.3.4不同延迟时间下的建模 (36)4.4小结 (37)第五章结论与展望 (38)5.1结论 (38)5.2未来工作展望 (38)参考文献 (40)第一章绪论1.1项目的背景与意义自19 世纪第一条回转窑开发以来，水泥生产技术已经发生了显著地变化。
从水泥原料开采、水泥储存、运输到最终水泥产品如何发挥性能等方面都取得了新的进展。
水泥回转窑、预热器、分解炉技术、熟料冷却机技术等均有较大进展。
以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。
具有生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大等一系列有点，成为当今世界水泥工业生产的主要技术。
目前, 世界水泥产量已超过13 亿吨/ 年, 21 世纪将会有更多先进的水泥技术出现。
除了新的加工技术外, 环境保护也将对水泥生产方式产生愈来愈大的影响。
无论在任何地方, 环境法规越来越严格, 要求水泥厂对环境的污染要越来越小。
国际水泥工业正在以质量、效率、节能降耗、环境保护、二次资源能源再利用等为目标的技术发展趋势。
随着我国国民经济持续高速发展, 能源和环境的承受能力严重不足。
党的十六届五中全会明确提出了建设资源节约型、环境友好型社会的发展战略, 并首次把建设资源节约型和环境友好型社会确定为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务。
为此, 中央提出了“十一五”期间国内生产总值单位能耗降低20%左右, 主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。
因此, 认真贯彻落实科学发展观, 充分合理利用资源, 最大限度地降低资源能源消耗, 减少污染物排放,满足与社会协调发展的生态要求, 尽快实现走新型工业化的目标, 推动水泥行业实现可持续发展是摆在水泥从业者面前的重要课题和历史任务。
水泥工业是产量大、能耗高的工业。
中国目前就新型干法本身来说, 和世界先进水平相比, 单位熟料热耗高60kcal/kg 左右,单位水泥电耗高10kWh/t 左右, 相当于全年多消耗420万t 标煤和62 亿度电[1]。