節(jié)能減排是廢雜銅熔煉過程迫切需要解決的重要問題。針對熔煉煙塵濃度和銅含量現(xiàn)有檢測方法造成的高能耗問題,本文創(chuàng)新提出了熔煉煙塵濃度和銅含量的圖像檢測方法和基于圖像特征反饋的熔煉過程閉環(huán)控制方法,開發(fā)了基于圖像特征反饋的廢雜銅熔煉過程集成控制系統(tǒng),具體內(nèi)容包括：1.針對廢雜銅熔煉過程中熔煉煙塵濃度難以在線檢測的問題,提出了一種基于圖像特征的熔煉煙塵濃度檢測新方法。該方法利用不同工序下煙塵濃度與煙塵圖像之間的對應(yīng)關(guān)系,構(gòu)造了火光亮度指數(shù)和背景模糊度指數(shù),作為熔煉煙塵的圖像特征,實現(xiàn)了低成本熔煉煙塵濃度在線檢測。另外,針對日光變化降低火光亮度指數(shù)信噪比的問題,進一步提出了變光照環(huán)境下的煙塵圖像特征提取方法,有效消除了日光變化對煙塵圖像特征的影響。2.針對除塵風(fēng)機開環(huán)控制造成的高能耗問題,提出一種新的基于煙塵圖像特征反饋的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方法。首先,設(shè)計了基于圖像特征反饋的風(fēng)機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然后,利用不同工序下火光亮度指數(shù)和背景模糊度指數(shù)的分布特點,建立了一種轉(zhuǎn)速分級控制模型。最后,針對分級控制模型調(diào)速導(dǎo)致的運行不平穩(wěn)問題,提出了一種新的基于k均值聚類和最小二乘支持向量機的動態(tài)多模型的轉(zhuǎn)速控... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 廢雜銅熔煉過程的基本工藝及能耗分析
        1.2.1 廢雜銅熔煉過程的基本工藝及關(guān)鍵過程變量
        1.2.2 廢雜銅熔煉過程關(guān)鍵變量的現(xiàn)有檢測方法
        1.2.3 廢雜銅熔煉過程的能耗分析
    1.3 基于圖像分析的熔煉過程關(guān)鍵變量檢測及自動控制
        1.3.1 研究現(xiàn)狀
        1.3.2 廢雜銅熔煉圖像分析與自動控制的難點
        1.3.3 基于圖像分析的廢雜銅熔煉過程自動控制
    1.4 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 本文的主要創(chuàng)新點和組織結(jié)構(gòu)
        1.4.3 本章小結(jié)
2 面向除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制的煙塵圖像特征提取
    摘要
    2.1 引言
    2.2 廢雜銅熔煉過程工藝分析和煙塵圖像采集系統(tǒng)
        2.2.1 廢雜銅熔煉工藝分析
        2.2.2 熔煉煙塵圖像采集系統(tǒng)
        2.2.3 同煙塵濃度的典型煙塵圖像
        2.2.4 煙塵圖像區(qū)域分割
    2.3 恒定光照假設(shè)下的熔煉煙塵圖像特征提取
        2.3.1 基于邊緣檢測的背景模糊度指數(shù)
        2.3.2 基于亮度特征的火光亮度指數(shù)
    2.4 變光照環(huán)境下的熔煉煙塵圖像特征提取
    2.5 實驗及結(jié)果討論
    2.6 本章小結(jié)
3 基于煙塵圖像特征的除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制
    撞要
    3.1 引言
    3.2 基于煙塵圖像反饋的風(fēng)機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.1 現(xiàn)場控制裝置介紹
        3.2.2 基于圖像分析的閉環(huán)控制系統(tǒng)
    3.3 基于煙塵圖像特征分類的風(fēng)機轉(zhuǎn)速分級控制
    3.4 基于動態(tài)多模型的風(fēng)機轉(zhuǎn)速連續(xù)控制
        3.4.1 基于k均值聚類的工況分類
        3.4.2 基于LSSVR的風(fēng)機轉(zhuǎn)速設(shè)定值估計模型
    3.5 實驗及結(jié)果討論
        3.5.1 煙塵圖像樣本的準備
        3.5.2 參數(shù)的選擇和調(diào)整
        3.5.3 除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速設(shè)定值的實時估計結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
4 基于顏色特征的銅含量估計
    摘要
    4.1 引言
    4.2 再生銅顏色測量和試驗材料
        4.2.1 再生銅顏色測量系統(tǒng)及樣本
        4.2.2 顏色測量方法
        4.2.3 再生銅顏色測量圖像
    4.3 銅含量軟測量的回歸模型
        4.3.1 LSSVR建模方法
        4.3.2 基于顏色特征的銅含量軟測量建模
    4.4 銅含量軟測量模型的比較與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 基于ROI選擇和改進顏色向量角的銅含量估計模型
    摘要
    5.1 引言
    5.2 基于圖像分析的銅含量估計系統(tǒng)
        5.2.1 硬件系統(tǒng)
        5.2.2 軟件系統(tǒng)
    5.3 ROI選擇和改進的顏色向量角
        5.3.1 預(yù)處理和圖像分割
        5.3.2 基于缺陷檢測的ROI選擇
        5.3.3 顏色特征提取
    5.4 銅含量估計模型
    5.5 實驗及結(jié)果討論
        5.5.1 再生銅實驗樣本準備
        5.5.2 ROI選擇
        5.5.3 顏色特征的提取及銅含量回歸模型測試
    5.6 本章小結(jié)
6 基于圖像分析的廢雜銅熔煉集成控制系統(tǒng)
    摘要
    6.1 引言
    6.2 基于圖像反饋的集成控制系統(tǒng)設(shè)計
        6.2.1 系統(tǒng)整體介紹
    6.3 硬件系統(tǒng)主要組成部分
        6.3.1 集成控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
        6.3.2 集成系統(tǒng)硬件配置
        6.3.3 集成系統(tǒng)硬件實物圖
    6.4 軟件系統(tǒng)主要組成部分
        6.4.1 算法設(shè)計
        6.4.2 熔煉過程集成控制系統(tǒng)人機界面
    6.5 集成系統(tǒng)運行后的節(jié)能效益
    6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    摘要
    7.1 研究工作總結(jié)
    7.2 挑戰(zhàn)與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表和錄用的學(xué)術(shù)論文
攻讀博士學(xué)位期間申請和授權(quán)的國家發(fā)明專利
攻讀博士學(xué)位期間申請的軟件著作權(quán)
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項目
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國鋁、銅金屬社會蓄積量的定量分析(英文)[J]. 岳強,王鶴鳴,陸鐘武.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[2]基于彩色圖像特征的銅成分軟測量模型[J]. 張宏偉,宋執(zhí)環(huán).  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2011(08)



本文編號：3078926