一种高炉布料过程布料矩阵优化方法及系统.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CN106801114A(43)申请公布日2017.06.06(21)申请号201710003901.X(22)申请日2017.01.04(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人周平刘记平尤磊(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人胡晓男(51)Int.Cl.C21B5/00(2006.01)C21B7/20(2006.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称一种高炉布料过程布料矩阵优化方法及系统(57)摘要本发明提供一种高炉布料过程布料矩阵优化方法及系统，该方法包括：设定理想料面形状；以最小化下一批炉料的料面形状与理想料面形状的偏差为目标，优化布料矩阵；优化得到的最优布料矩阵作为下一批炉料的布料矩阵。该系统包括：设定单元、优化单元、输出单元。本发明为高炉布料矩阵的调节提供了依据，操作人员可根据本发明提供的方法及系统所优化得到的布料矩阵，实现高炉布料操作中布料矩阵的调节，本发明优化所得布料矩阵下的料面形状接近于理想料面形状。使高炉煤气流合理分布，提高原料利用率，达到高炉高产、高效的效果。CN106801114ACN106801114A权利要求书1/2页1.一种高炉布料过程布料矩阵优化方法，其特征在于，包括：设定理想料面形状；以最小化下一批炉料的料面形状与理想料面形状的偏差为目标，优化布料矩阵；优化得到的最优布料矩阵作为下一批炉料的布料矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用粒子群算法优化布料矩阵：随机产生的布料矩阵作为种群中粒子的初始位置，粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状与理想料面形状之间的偏差的平方和作为适应值，迭代优化粒子位置，求得的种群最优位置即下一批炉料的最优布料矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用粒子群算法优化布料矩阵，包括：随机产生的布料矩阵作为种群中粒子的初始位置；获取下一批炉料的布料过程参数、炉料参数和粒子当前位置所对应的布料矩阵；计算下一批炉料根据粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状；以粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状与理想料面形状之间的偏差的平方和作为适应值，迭代优化粒子位置，求得的种群最优位置即下一批炉料的最优布料矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算下一批炉料根据粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状，包括：根据下一批炉料的布料过程参数计算炉料离开节流阀的初始速度；根据炉料离开节流阀的初始速度计算炉料在中心喉管末端的速度；根据炉料在中心喉管末端的速度计算炉料到达溜槽时的速度；根据炉料到达溜槽时的速度计算炉料在溜槽末端的速度；根据炉料在溜槽末端的速度计算粒子当前位置所对应的布料矩阵中的各溜槽倾角档位下炉料所形成料堆堆尖点横坐标；计算粒子当前位置所对应的布料矩阵中的最后一个溜槽倾角下的料面形状，即下一批炉料在粒子当前位置所对应的布料矩阵下的料面形状。5.一种高炉布料过程布料矩阵优化系统，其特征在于，包括：设定单元：设定理想料面形状；优化单元：以最小化下一批炉料的料面形状与理想料面形状的偏差为目标，优化布料矩阵；输出单元：优化得到的最优布料矩阵作为下一批炉料的布料矩阵输出。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述优化单元，采用粒子群算法优化布料矩阵：随机产生的布料矩阵作为种群中粒子的初始位置，粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状与理想料面形状之间的偏差的平方和作为适应值，迭代优化粒子位置，求得的种群最优位置即下一批炉料的最优布料矩阵。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述优化单元，包括：初始化模块：随机产生的布料矩阵作为种群中粒子的初始位置；获取模块：获取下一批炉料的布料过程参数、炉料参数和粒子当前位置所对应的布料矩阵；料面形状计算模块：计算下一批炉料根据粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料2CN106801114A权利要求书2/2页面形状；迭代优化模块：以粒子当前位置所对应的布料矩阵所形成的料面形状与理想料面形状之间的偏差的平方和作为适应值，迭代优化粒子位置，求得的种群最优位置即下一批炉料的最优布料矩阵。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述料面形状计算模块，包括：第一计算模块：根据下一批炉料的布料过程参数计算炉料离开节流阀的初始速度；第二计算模块：根据炉料离开节流阀的初始速度计算炉料在中心喉管末端的速度；第三计算模块：根据炉料在中心喉管末端的速度计算炉料到达溜槽时的速度；第四计算模块：根据炉料到达溜槽时的速度计算炉料在溜槽末端的速度；第五计算模块：根据炉料在溜槽末端的速度计算粒子当前位置所对应的布