基于遺傳規(guī)劃理論的水泥強度預測研究.pdf

1、水泥為粉狀水硬性無機膠凝材料,加水攪拌后成漿體,能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂漿或混凝土,堅固耐久,廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。水泥強度是水泥重要的物理力學性能之一,它是評定水泥質(zhì)量好壞的一個重要指標,水泥強度的有效預測可以普遍提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量。由于水泥強度預測是一個非線性、多變量、大時滯問題,因此利用傳統(tǒng)的線性回歸模型進行預測很難滿足精度要求。按照

2、CB/T17671-1999的要求進行水泥的檢測,雖然在保證水泥質(zhì)量和水泥設計與工程質(zhì)量方面起到了積極作用,但需要28天以后才能確定水泥標號,不能滿足水泥生產(chǎn)控制和水泥使用的要求。因而如何快速、準確的對水泥強度進行預測具有非常重要的意義。
　　 針對水泥強度預測問題,近年來,人們提出了一些不依賴于具體問題的智能搜索方法,如神經(jīng)網(wǎng)絡,支持向量機,進化算法、進化策略、遺傳算法、遺傳規(guī)劃等。遺傳規(guī)劃(GeneticProgrammin

3、g,簡稱GP)的求解過程是一個在適應度指導下的自適應非線性搜索過程,其實質(zhì)是用廣義的層次化的計算機程序描述問題,并發(fā)現(xiàn)能反映問題實質(zhì)的計算機程序。由于遺傳規(guī)劃無需人為選用預測函數(shù),能夠有效的避免數(shù)學上的經(jīng)驗需求和假設以及變換的影響,模擬出顯性的非線性公式,非常適合變量間關(guān)系復雜的分析研究,將其應用于水泥強度的預測可以顯著的提高預測精度,使預測工作更加便捷有效。
　　 本文基于已有實驗數(shù)據(jù)基礎上,以Matlab為計算平臺,編寫了基

4、于遺傳規(guī)劃理論的水泥強度預測程序。通過原有數(shù)據(jù)建立了水泥28天抗壓強度值與其重要影響因素(細度、比表面積、CaO、SO3)之間復雜的顯性非線性數(shù)學解析式。并分別與28天強度實際值、模糊邏輯模型和神經(jīng)網(wǎng)絡模型的擬合結(jié)果進行比較,結(jié)果表明該模型具有更好的擬合精度,具有較好的適用性。之后利用該模型進行預測,并與實際值進行比較,取得了較為理想的結(jié)果,為水泥強度的快速預測提供了一種新方法。
　　 為了便于在生產(chǎn)中應用,本研究還將預測模型集