基于免疫機(jī)理的水泥生產(chǎn)工藝故障智能診斷方法研究.pdf

1、水泥工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的主要支柱產(chǎn)業(yè)，屬于典型的現(xiàn)代化流程工業(yè)。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)，其生產(chǎn)過程是一個(gè)復(fù)雜的理化反應(yīng)過程，對(duì)其生產(chǎn)過程實(shí)施故障監(jiān)測(cè)與診斷，是保證水泥生產(chǎn)過程安全可靠的關(guān)鍵。
　　 為了提高故障診斷的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、魯棒性以及自適應(yīng)性，完善現(xiàn)有診斷方法和開發(fā)基于生物信息處理機(jī)制的智能診斷方法勢(shì)在必行。借鑒生物免疫系統(tǒng)的免疫機(jī)理，結(jié)合現(xiàn)有的智能診斷技術(shù)，針對(duì)水泥生產(chǎn)過程的工藝故障的監(jiān)控與

2、診斷方法進(jìn)行研究，有利于對(duì)水泥生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)實(shí)時(shí)控制與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)。為此，本文以水泥燒成系統(tǒng)工藝故障為研究對(duì)象，對(duì)基于免疫機(jī)理的故障智能診斷方法開展研究，主要工作如下：
　　 （1）闡述了本文的研究內(nèi)容、背景和意義。分析了水泥工業(yè)的故障特點(diǎn)和現(xiàn)有智能故障診斷技術(shù)的主要局限。介紹了常用的故障智能診斷方法和人工免疫系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀；
　　 （2）全面介紹了生物免疫系統(tǒng)的組成、功能和基本特

3、征；詳細(xì)地討論了免疫系統(tǒng)的免疫識(shí)別、克隆選擇、免疫應(yīng)答、免疫記憶等相關(guān)免疫機(jī)理；介紹了人工免疫系統(tǒng)的常見數(shù)學(xué)模型：形態(tài)空間模型、二進(jìn)制模型、免疫細(xì)胞模型和人工免疫算法的基本框架及常見的人工免疫算法如否定選擇算法、克隆選擇算法、基于免疫網(wǎng)絡(luò)的免疫算法；從信息處理機(jī)制的角度，著重分析了基于免疫機(jī)理的故障智能診斷方法的應(yīng)用前景；
　　 （3）為了降低分類器的計(jì)算復(fù)雜度、提高分類器的分類精度，針對(duì)目前常用的用分形維數(shù)來進(jìn)行屬性選擇的FD

4、R算法在特征提取上存在著算法復(fù)雜度較高的缺陷，在搜索策略上采用克隆選擇算法來優(yōu)化屬性的選擇過程，提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于分形維數(shù)-免疫克隆選擇的特征提取算法，并對(duì)算法進(jìn)行了數(shù)值仿真。仿真結(jié)果顯示該算法在對(duì)高維數(shù)據(jù)集的特征選擇中效果良好；
　　 （4）在對(duì)水泥燒成系統(tǒng)生產(chǎn)工藝和反映水泥生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全的主要工藝參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，選取46個(gè)工藝參數(shù)、6類工藝故障，運(yùn)用分形維數(shù)-免疫克隆選擇算法完成了對(duì)相關(guān)生產(chǎn)工藝故障的特征提取，并用免