一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109234491A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811382180.9(22)申请日2018.11.20(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人刘青张壮林文辉(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人戴凤仪(51)Int.Cl.C21C5/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法(57)摘要本发明公开了一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，采集转炉炼钢实际生产所涉及的数据，找到影响转炉炼钢终点锰含量的影响因素，然后对所选取的样本数据进行预处理并根据这些数据来确定极限学习机输入节点个数、输出节点个数，之后，将训练数据集输入极限学习机中完成对极限学习机的训练，最后输入剩余的样本数据，完成对转炉炼钢终点锰含量的预测，通过极限学习机对转炉炼钢终点锰含量进行预测，在训练过程中不需要调整网络的输入权值以及隐藏层的偏置，只需设置网络的隐藏层节点个数，就能产生唯一的最优解，且该模型训练速度快、预测精度高、适应性较好，进而可对转炉炼钢终点锰含量进行及时准确的预测。CN109234491ACN109234491A权利要求书1/1页1.一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：包括以下步骤步骤A，极限学习机的输入变量的选取，根据转炉炼钢终点锰含量的影响因素和终点锰含量，结合冶金机理和运用Pearson相关系数进行相关性分析，找到影响转炉炼钢终点锰含量的影响因素；步骤B，对转炉炼钢终点锰含量的影响因素数据进行采集，并对这些数据进行预处理，确保数据的真实有效性，最终确定该方法使用的样本数据；步骤C，对极限学习机输入数据进行归一化处理；步骤D，对所采集的历史数据，选取其中的五分之四数据来训练极限学习机，选取剩余的五分之一数据来验证该方法的准确性，通过综合考虑极限学习机的训练拟合度和锰含量的预测精度来设置合理的隐含层节点个数和隐含层激活函数，以保证网络结构的最优化。2.根据权利要求1所述的一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：所述步骤B中，数据预处理是通过剔除和数据平滑技术对异常数据进行预处理。3.根据权利要求1所述的一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：所述步骤C中，数据的归一化处理选择范围为[-1，1]。4.根据权利要求1所述的一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：所述步骤D中，整个模型的建立主要包括：模型训练、模型验证和模型的参数选择。5.根据权利要求1所述的一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：所述步骤D中，训练过程中不需要调整网络的输入权值以及隐藏层的偏置，只需设置网络的隐藏层节点个数。6.根据权利要求1所述的一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，其特征在于：所述该方法利用工业控制计算机和过程数据库来实现对转炉炼钢终点锰含量进行实时预报，其中，工业控制计算机用于实时预测转炉炼钢终点锰含量，过程数据库与工业控制计算机相连接。2CN109234491A说明书1/4页一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法技术领域[0001]本发明涉及一种预测方法，具体为一种基于极限学习机的转炉炼钢终点锰含量预测方法，属于钢铁冶金技术领域。背景技术[0002]转炉炼钢作为钢铁生产流程中十分重要的环节，是目前世界上最主要的炼钢方法。转炉炼钢的目的是为下道工序提供化学成分和温度均合格的初炼钢水，因此，保证吹炼的平稳进行以及准确预测并控制冶炼终点钢水的成分和温度，是转炉炼钢的重要任务之一。在转炉冶炼过程中，若能实现对终点钢水锰含量的精准且快速的预测，则可以提高操作人员对出钢判断的准确性，以及出钢合金化操作的效率，从而降低生产成本，提高钢水质量。为了实现钢铁冶炼过程精准控制，如何及时准确地预报转炉炼钢终点钢水锰的含量是亟待解决的重要问题。[0003]为了实现转炉炼钢终点控制高命中率的目标，转炉吹炼由以前的人工经验操作向着自动化炼钢方向发展。目前，转炉炼钢终点锰含量的预测方法主要包括统计学方法和和非统计学方法，统计学方法包括：线性回归、非线性回归等，非统计学方法包括：专家系统、BP神经网络等。由于转炉冶炼过程熔池化学反应作用机理十分复杂，影响钢水锰含量的因素很多，而且这些因素之间相互影响，与终点锰含量有着较强的非线性关系。基于统计学方法建立的转炉炼钢终点锰含量预测模型的适应性和泛化能力较弱，而且某些统计方法是在基于副枪取样分析钢水锰含量的基础上，利用热力学和物质平衡建立了从副枪取样到吹炼终点的锰含量预测模