湿法冶金铜萃取组分含量软测量方法研究

论文摘要

现代工业过程对控制系统越来越高的要求促进了软测量技术的发展,作为能够实现现代复杂工业过程中较难甚至无法由硬件在线检测的过程参数的在线预估的有效手段,软测量已经成为目前过程控制领域的研究热点之一。湿法冶金铜萃取过程具有强非线性、时变、大滞后等特点,元素的组分含量难以在线测量。针对组分含量难以在线测量的问题,本文将最小二乘支持向量机建模方法应用于铜组分含量的在线预估。试验结果表明了该方法的有效性。本文主要内容包括：1、对软测量技术的基本原理,建模方法进行了研究。2、简要描述湿法冶金铜萃取过程原理及其工艺流程,从萃取分离过程的化学平衡入手,分析了影响铜元素组分含量的因素。应用萃取平衡分配的相关知识和串级萃取物料平衡原理,建立了铜萃取过程的静态机理模型。.3、建立了一种基于机理模型和LS-SVM模型相结合的铜萃取组分含量混合软测量模型。利用该混合模型实现了萃取过程中铜组分浓度的在线预估,试验结果表明了该方法的有效性。4、以湿法冶金铜萃取过程为对象,讨论了萃取过程自动控制系统的体系结构和功能,以及萃取过程组分含量软测量模型在萃取过程控制系统中的应用和地位。5、最后,本文给出了湿法冶金萃取过程控制系统及铜组分含量软测量模型的实施设计方案,并探讨了铜萃取软测量在萃取过程优化控制中的应用设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 湿法冶金简介
• 1.1.1 湿法冶金的发展及其工艺过程
• 1.1.2 萃取分离过程
• 1.1.3 萃取过程组分含量测量方法
• 1.2 铜萃取过程软测量方法的研究现状
• 1.3 课题研究的目的及意义
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 软测量方法概述
• 2.1 软测量方法原理
• 2.1.1 辅助变量的选择
• 2.1.2 数据采集及预处理
• 2.1.3 主导变量与辅助变量之间的时序匹配
• 2.1.4 软测量模型的建立
• 2.1.5 软测量模型在线校正
• 2.2 软测量建模方法
• 2.2.1 机理建模
• 2.2.2 数据建模
• 2.2.3 混合建模
• 2.3 支持向量机
• 2.3.1 原理
• 2.3.2 核函数
• 2.3.3 SVM参数
• 2.3.4 支持向量机算法的改进
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于LS-SVM的铜萃取组分含量软测量方法
• 3.1 铜萃取过程描述
• 3.2 最小二乘支持向量机（LS-SVM）
• 3.2.1 最小二乘支持向量机（LS-SVM）基本原理
• 3.2.2 LS-SVM参数选择
• 3.3 铜萃取过程机理模型的建立
• 3.4 铜萃取组分含量软测量模型的建立与仿真
• 3.4.1 铜萃取过程混合模型的提出
• 3.4.2 基于LS-SVM的分配比子模型建立
• 3.4.3 实验仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 铜萃取过程控制系统实现
• 4.1 系统实施总体框架
• 4.2 控制系统设计
• 4.2.1 下位机PLC
• 4.2.2 上位机监控软件设计
• 4.2.3 后台预报系统
• 4.3 铜组分含量的直接控制方案探讨
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢