基于数据融合的烧结终点控制系统及控制方法_2

文档序号:9198767阅读:来源:国知局
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[0039] 第七步,求出各项数据相互支持的最佳融合支持数,设其支持数为1,根据支持程 度h求出支持数1,则融合集为X=(xp.Xl),在相互支持时的条件概率密度为:
[0041] 其中y是测量的均值,服从正态分布#(凡,42),且xk服从#(从€),并令
a是与y无关的常数;yMS^是期望的数学期望和均方差;sk是第k次测 量的均方差;
[0042] 第八步,求取最佳估计,判断Xi、Xj满足的概率分布函数,根据不同的分布函数采 用极大似然估计、贝叶斯估计等概率估计法进行估计获得最佳烧结状态估计值々=, 根据贝叶斯估计法.
[0043] 上式中的指数部分是关于y的二次函数,p(yIx^.Xi)为正态分布服从 八,(/,、,<),则
[0045] 则有
所以y的状态融合估计为即最 佳状态融合值为yN。
[0046] 上述方案中优选的是,所述自适应控制单元获取所述数据融合单元处理后的数 据,并计算控制参数,所述自适应控制单元根据所述控制参数对烧结设备进行调整。
[0047] 上述方案中优选的是,所述自适应控制单元还根据烧结过程状态计算烧结终点的 位置,其中,所述烧结过程状态反映了烧结终点的提前或滞后的程度。
[0048] 上述方案中优选的是,所述对烧结设备进行调整包括如下步骤:
[0049] 第一步,根据当前烧结状态求出当前烧结终点位置,设烧结终点位置为yN,则yN= g(yN),其中,g(*)为经验控制函数,其系数可根据现场经验赋予;
[0050] 第二步,取烧结终点位置为目标值,根据理想烧结终点位置h及当前烧结终点位 置的偏差和变化率为控制器的输入;
[0051] 第三步,建立自适应模糊控制器来控制烧结过程控制参数;
[0052] 第四步,根据控制器输出参数来控制烧结机机速、抽风机频率及风箱风门角度的 变化量等烧结过程控制参数。
[0053] 上述方案中优选的是,所述系统数据库存放所述烧结终点控制系统的数据,所述 数据包括采样数据和\或过程数据。
[0054] 上述方案中优选的是,所述采样数据包括根据专家系统所需参数的种类、格式、采 样周期及检测精度,从现场的PLC(可编程逻辑控制器)和/或DCS(分布式控制系统)系 统中收集的数据。
[0055] 上述方案中优选的是,所述过程数据包括时间融合数据、空间融合数据、状态融合 数据及当前烧结终点位置数据。
[0056] 本发明还提供一种基于数据融合的烧结终点控制方法,所述控制方法包括如下步 骤:
[0057] 第一步,建立系统数据库;
[0058] 第二步,采集与烧结终点相关的数据;
[0059] 第三步,对所述采集到的数据进行数据处理;
[0060] 第四步,对所述处理后的数据进行分析,判断出烧结状态,推导出烧结终点为提前 或滞后以及其提前或滞后的程度;
[0061] 第五步,根据所述烧结状态以及所述推导结果调整烧结设备,使得所述烧结设备 趋于理想的状态。
[0062] 上述方案中优选的是,所述第三步中的对所述采集到的数据进行数据处理包括对 数据进行滤波处理和\或剔除坏点的处理。
[0063] 上述方案中优选的是,所述第四步中的数据分析包括对数据进行时间融合处理、 空间融合处理和状态融合处理。
[0064] 上述方案中优选的是,所述时间融合处理对与烧结终点相关的异步传感器的数据 进行采样时间同步处理。
[0065] 上述方案中优选的是,所述采样时间同步处理包括如下步骤:
[0066] 首先,对所述数据按照时间序列进行排列,并将所述排列后的数据存放到所述系 统数据库中;然后,采用拟合算法求得所述数据按时间变化的拟合曲线;最后,从所述拟合 曲线中取出采样时刻的拟合值进行时间融合对准。
[0067] 上述方案中优选的是,所述空间融合处理对从多个同种检测设备获得的数据进行 空间配准。
[0068] 上述方案中优选的是,所述数据的空间配准包括如下步骤:
[0069] 首先,设置尺度压缩比例因子;然后,根据神经网络法或者等比例压缩法,按所述 尺度压缩比例因子对所述获得的数据进行压缩或者放大处理;最后,将坐标系由单轴坐标 系转换到矩阵坐标系,实现数据空间的融合。
[0070] 上述方案中优选的是,所述状态融合处理用于实现数据融合处理,对时空融合后 的数据进行烧结状态判断,即判断烧结终点是否为提前或滞后以及其提前或滞后的程度。
[0071] 上述方案中优选的是,所述烧结状态判断包括如下步骤:
[0072] 第一步,将经过所述时空融合后的数据定义为X/ = [XXp XX2,…XXn],其中,乂父"表 示第n种数据时空融合后的数值;
[0073] 第二步,定义专家烧结状态为X」以数值表示烧结状态,从0-1之间的连续或离 散数值表示从欠烧到过烧;
[0074] 第三步,采用学习算法推导出V与乂』的关系矩阵f(*);令Xi=f(X/) -乂』,则 \表示经理论推导出的烧结状态;
[0075] 第四步,设XpXj为XpXj的一次观测值,以概率密度函数曲线作为XpXj的特征函 数,记成 pjxhpjx);
[0076] 第五步,为了表示观测值Xi、Xj之间的偏差的大小,定义置信距离测度d^cy勺值 为第i项数据与第j项数据的所述置信距离测度,du反映了第i项数据与第j项数据的融 合度,du的值可借助正态分布误差函数
直接求得:
[0079] 则置信距离测度du构成一个矩阵
[0080] 第六步,根据工艺要求确定一个阈值e,当置信距离测度小于e时认为两种数据 相互支持,定义ru表示第i项数据与第j项数据的支持程度;
[0081]当第i项数据与第j项数据相互支持时,ru值为1 (r u= 1),否则为0,则关系矩 阵为:
[0084] 第七步,求出各项数据相互支持的最佳融合支持数,设其支持数为1,根据支持程 度h求出支持数1,则融合集为X = (x p . Xl),在相互支持时的条件概率密度为:
[0086]其中y是测量的均值,服从正态分布#(凡,被),且xk服从#(A<),并令
a是与y无关的常数;y m S ^是期望的数学期望和均方差;s k是第k次测 量的均方差;
[0087] 第八步,求取最佳估计,根据现场实际经验,判断Xi、&满足的概率分布函数,根据 不同的分布函数采用极大似然估计、贝叶斯估计等概率估计法进行估计获得最佳烧结状态 估计值, 根据贝叶斯估计法
[0088] 上式中的指数部分是关于y的二次函数,p(y|Xl...Xl)为正态分布服从 ~(,、,€),则

[0090] 则有 所以y的状态融合估计为々 = 即最 * ? 佳状态融合值为yN。
[0091] 上述方案中优选的是,所述调整烧结设备包括如下步骤:
[0092] 第一步,根据当前烧结状态求出当前烧结终点位置,设烧结终点位置为yN,则yN= g (y N),其中,g (*)为经验控制函数,其系数可根据现场经验赋予;
[0093] 第二步,取烧结终点位置为目标值,根据理想烧结终点位置九及当前烧结终点位 置的偏差和变化率为控制器的输入;
[0094] 第三步,建立自适应模糊控制器来控制烧结过程控制参数;
[0095] 第四步,根据控制器输出参数来控制烧结机机速、抽风机频率及风箱风门角度的 变化量等烧结过程控制参数。
[0096] 从以上技术方案可以看出,本发明提供一种基于数据融合的烧结终点控制方法及 控制系统,通过融合各种参数数据,分析当前烧结状态,调节烧结终点位置,达到烧结过程 的优化控制。
【附图说明】
[0097] 图1为现有技术中烧结系统的工艺流程参考图。
[0098]图2为本发明的基于数据融合的烧结终点控制系
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