【摘要】：隨著制造業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,金屬鈷在航天航空領(lǐng)域、硬質(zhì)合金制造、電池生產(chǎn)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。由于金屬鈷應(yīng)用范圍廣泛且涉及到諸多高科技產(chǎn)業(yè),導(dǎo)致用戶對金屬鈷的平均粒度具有很高要求,而這一指標(biāo)主要受到其原料草酸鈷的影響。但目前在濕法冶金合成草酸鈷過程中,產(chǎn)品質(zhì)量控制主要依靠經(jīng)驗調(diào)節(jié),造成各批次間草酸鈷平均粒度不均,同時草酸鈷粒徑偏小時還容易造成濾網(wǎng)堵塞,干燥困難等問題,降低了草酸鈷的生產(chǎn)效率,因此目前急需在草酸鈷生產(chǎn)中引入先進控制技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文針對草酸鈷生產(chǎn)過程中存在的質(zhì)量問題,在系統(tǒng)分析草酸鈷生產(chǎn)過程特點的基礎(chǔ)上,對草酸鈷合成機理進行詳細(xì)分析,并設(shè)計適用于實際生產(chǎn)的數(shù)據(jù)建模方法,最終利用修正項自適應(yīng)迭代優(yōu)化算法對草酸鈷平均粒徑進行批次間優(yōu)化。本文的主要工作包括:(1)介紹濕法冶金草酸鈷合成過程生產(chǎn)流程,定性分析草酸鈷合成過程中各操作變量對草酸鈷平均粒度的影響,利用結(jié)晶動力學(xué)模型、粒數(shù)衡算方程和物料衡算方程對草酸鈷合成過程進行機理建模,并且通過仿真驗證機理模型與定性分析結(jié)果的一致性。(2)基于歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù),利用多向偏最小二乘(MPLS)法建立草酸鈷生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)模型,并利用仿真驗證數(shù)據(jù)模型準(zhǔn)確性。同時在數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上采用兩步法迭代優(yōu)化算法,對草酸鈷平均粒度進行批次間迭代優(yōu)化。(3)由于數(shù)學(xué)模型存在不確定性,導(dǎo)致優(yōu)化結(jié)果偏離最優(yōu)值。針對該問題,本文采用帶修正項的自適應(yīng)優(yōu)化方法,在目標(biāo)函數(shù)和約束條件中引入修正項,使迭代優(yōu)化結(jié)果收斂到實際最優(yōu)值。最后將該方法應(yīng)用于草酸鈷平均粒度優(yōu)化中,并通過仿真驗證其有效性。(4)為防止模型泛化能力不足帶來誤差,并逐步擴大迭代優(yōu)化的尋優(yōu)范圍,對修正項自適應(yīng)優(yōu)化進行改進,首先為減小模型泛化誤差,在優(yōu)化方程中引入約束條件限制迭代優(yōu)化的尋優(yōu)范圍,使優(yōu)化結(jié)果不超過模型的預(yù)測能力;另一方面在迭代優(yōu)化中對模型進行更新,逐步擴大優(yōu)化算法的尋優(yōu)范圍,并通過仿真對以上改進算法進行驗證。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF816
【圖文】：

圖２．６單批次草酸鈷平均粒度變化逡逑Ｆｉｇ邋２．６．邋Ｃｈａｎｇｅ邋ｏｆ邋ｍｅａｎ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ邋ｏｆ邋ｃｏｂａｌｔ邋ｏｘａｌａｔｅ邋ｉｎ邋ｏｎｅ邋ｂａｔｃｈ逡逑由圖２．６可以看出在一個批次的反應(yīng)過程中，草酸鈷平均粒度不斷增大，說明在溶逡逑液過飽和度的推動下，草酸鈷晶體在不斷的生長，對應(yīng)圖２．７中的草酸鈷過飽和溶液濃逡逑度變化可以看出，在反應(yīng)剛開始時由于晶體成核數(shù)量少，成核及生長消耗草酸鈷的量比逡逑反應(yīng)生成草酸鈷的量少，因此草酸鈷溶液濃度持續(xù)上升直到達到峰值，此時圖２．６中草逡逑酸鈷平均粒度增大速率也不斷增快；高濃度的草酸鈷溶液促進了生長速率和成核速率的逡逑－１６－逡逑

邐第２章草酸鈷合成過程機理建|忮義顯齟螅虼私峋牡牟菟獷苤鸞ザ嚶詵從ι牟菟獷�，蒂Z氯芤褐脅菟獷芘ǘ炔歡襄義舷陸擔(dān)雜ν跡玻噸脅菟獷芷驕＞兜腦齔に俾室倉鸞ゼ跣�；随讱W從Φ慕薪峋Ч體義嫌敕從滔牡牟菟獷芰恐鸞ゴ锏狡膠庾刺笤莢冢矗叮埃蟾澆芤翰輝儷晌ズ灣義先芤海聳蓖跡玻噸脅菟獷芫宓鈉驕６紉膊輝儔浠�。辶x希常擔(dān)澹掊義希

本文編號：2730576