电熔镁炉熔炼过程的建模

论文摘要

节能减排是现代工业的发展趋势,提高能量的利用率符合人类发展的长远利益。然而,限于当前的技术条件,一些必不可少的工业过程却是高污染高能耗的,这样迫使人们不得不对这些工业过程进行研究和改造。电熔镁砂是一种耐高温,结构致密的高级耐火材料,被广泛地应用于冶金航天工业等诸多领域,是国民经济的重要材料。本课题研究的背景是电熔镁砂的生产过程。三相交流电熔镁炉是生产电熔镁砂的重要工具。它属于矿热电弧炉的一种,通过炉料电阻和电弧产生的热能来对菱镁矿粉或轻烧镁粉进行加热,这是一个高耗能的生产过程。此外,该过程又有着时变,多变量,强耦合等特点。针对这些问题,本文进行了如下几个方面的研究：(1)研究了正常工况下炉内的物理化学变化过程,对电熔镁炉物料批次间热量传递的原理进行了深入的分析；(2)根据热学原理和实际现场情况,建立了电熔镁炉熔炼过程的能量模型。通过热量传递计算得出了节能的电流设定方案,并计算了相应的能耗；(3)采用偏最小二乘方法和迭代学习控制算法,加入了约束条件,利用粒子群优化算法对目标设定值进行跟踪,仿真结果说明了算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 偏最小二乘法简介
• 1.2.1 偏最小二乘法的背景和特点
• 1.2.2 偏最小二乘法的发展、研究现状以及与控制的结合
• 1.3 电熔镁炉的相关情况及控制简介
• 1.3.1 电熔镁炉的相关情况
• 1.3.2 电熔镁炉的熔炼过程控制
• 1.4 本文的主要工作及安排
• 第2章 偏最小二乘法的基本理论
• 2.1 数据表的基本知识和数据预处理
• 2.1.1 数据表的基本知识
• 2.1.2 数据的预处理
• 2.2 偏最小二乘法理论
• 2.2.1 多元线性回归分析方法
• 2.2.2 典型相关分析
• 2.2.3 主成分分析法
• 2.2.4 偏最小二乘法
• 2.3 本章小结
• 第3章 电熔镁炉熔炼原理及节能模型
• 3.1 电熔镁炉的熔炼原理和控制系统
• 3.1.1 原料的性质及化学物理变化
• 3.1.2 电熔镁炉结构和工作原理
• 3.1.3 电熔镁炉的控制系统及存在的问题
• 3.2 电熔镁炉节能模型的建立
• 3.2.1 相关的物理化学知识
• 3.2.2 节能模型的推导
• 3.3 电流设定值及结论
• 3.4 本章小结
• 第4章 PLS回归建模及仿真实验
• 4.1 PLS回归模型的建立
• 4.2 ILC算法简介
• 4.3 PLS-ILC算法
• 4.4 仿真实验
• 4.4.1 PLS回归建模的仿真实验
• 4.4.2 PLS-ILC算法的仿真实验
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文