鋁電解工業(yè)是一個(gè)高耗能、高污染型的流程工業(yè),隨著當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)在鋁電解工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用,促使鋁電解技術(shù)的發(fā)展更加信息化、智能化。通過(guò)了解電解槽的生產(chǎn)工藝和參數(shù)數(shù)據(jù)特點(diǎn),以及對(duì)電解槽運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)的分析,得知鋁電解槽氧化鋁濃度合理的控制對(duì)鋁電解生產(chǎn)過(guò)程提高電流效率、降低能量消耗有重要作用。為便于對(duì)電解槽中的氧化鋁濃度進(jìn)行有效預(yù)測(cè),采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法對(duì)電解槽中的氧化鋁濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用專(zhuān)家知識(shí)選擇對(duì)氧化鋁濃度有較大影響的電流、工作電壓、下料量、出鋁量、鋁水平、電阻、分子比和電解質(zhì)水平這8個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)。對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)缺失值進(jìn)行拉格朗日插值處理以及異常值進(jìn)行箱型圖檢測(cè)以及降噪處理,然后選擇這8個(gè)處理后的參數(shù)數(shù)據(jù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)氧化鋁濃度預(yù)測(cè)模型的輸入,氧化鋁濃度作為預(yù)測(cè)模型的輸出,建立了氧化鋁濃度預(yù)測(cè)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。為了提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的精度和訓(xùn)練速度,采用L-M優(yōu)化算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練進(jìn)行優(yōu)化。將工業(yè)生產(chǎn)采集的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),分為訓(xùn)練集（70%）、驗(yàn)證集（15%）以及測(cè)試集（15%）。經(jīng)過(guò)計(jì)算,得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證和測(cè)試的均方誤差分別為:0.013581、... 

【文章來(lái)源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋁電解過(guò)程簡(jiǎn)圖

第一章緒論31.2氧化鋁濃度控制方法根據(jù)目前工業(yè)上對(duì)鋁電解槽的研究，保證鋁電解槽平穩(wěn)運(yùn)行的重要指標(biāo)為氧化鋁濃度的控制。氧化鋁濃度是鋁電解過(guò)程中一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，它影響鋁電解槽的物料平衡與能量平衡[12]。氧化鋁濃度控制方法主要有：一、傳統(tǒng)的定時(shí)下料控制：基于定時(shí)下料的控制方式是基于電解槽內(nèi)物料平衡原理來(lái)控制下料過(guò)程，通過(guò)周期性的停止下料等待效應(yīng)來(lái)達(dá)到控制物料平衡，消除下料間隙可能產(chǎn)生的沉淀。定時(shí)下料不能適應(yīng)電解槽發(fā)生狀況時(shí)對(duì)電解槽做出合理的下料決策。定時(shí)下料控制的典型控制模式圖如下圖1-2所示[7]：圖1-2定時(shí)下料控制模式圖二、基于電解槽電阻斜率氧化鋁濃度的控制：是氧化鋁濃度控制的比較傳統(tǒng)的方法。通過(guò)采集電解槽的槽電壓和系列電流兩個(gè)量計(jì)算槽電阻的值，利用槽電阻與氧化鋁濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定氧化鋁濃度的值。以調(diào)節(jié)電解槽中的氧化鋁濃度值，達(dá)到控制氧化鋁濃度的目的�；诓垭娮栊甭矢櫟难趸X濃度控制原理圖[13]如下圖1-3所示：

第一章緒論4圖1-3基于電阻斜率跟蹤的氧化鋁濃度控制圖三、氧化鋁濃度模糊控制[14]：氧化鋁濃度模糊控制是對(duì)電壓，電流進(jìn)行采樣濾波，得到氧化鋁濃度。該控制器以氧化鋁實(shí)際濃度與規(guī)定值的偏差和氧化鋁濃度變化率為輸人，氧化鋁加料間隔為輸出。將輸入量模糊化，通過(guò)建立模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理，明確模糊量，使氧化鋁濃度控制系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。模糊控制框圖如下圖1-4所示：圖1-4氧化鋁濃度的模糊控制圖四、基于正交預(yù)測(cè)的氧化鋁濃度判定[15]：該方法原理是先明確影響氧化鋁濃度的參數(shù)與原因，然后依據(jù)參數(shù)特點(diǎn)建立氧化鋁濃度預(yù)估測(cè)模型，計(jì)算氧化鋁濃度的當(dāng)前值來(lái)驗(yàn)證預(yù)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)調(diào)整預(yù)測(cè)因子，完善氧化鋁濃度預(yù)測(cè)模型。五、氧化鋁濃度自適應(yīng)控制[16]：控制的目的是在保持鋁電解槽物料平衡和

【參考文獻(xiàn)】：
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