基于小波分析理論的高爐爐溫預(yù)測模型研究.pdf

1、高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)的上游主體工序，作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，它對鋼鐵工業(yè)的發(fā)展與節(jié)能降耗都有重要的地位。高爐冶煉過程是一個高度復(fù)雜的過程，其運行機制往往具有非線性、時變、高維、大噪聲、分布參數(shù)等特性，其自動化是20世紀(jì)下半葉以來冶金自動化領(lǐng)域一直沒有攻下的自動化學(xué)科難題。高爐爐溫預(yù)測模型是煉鐵過程自動控制的核心數(shù)學(xué)模型，而提高爐溫預(yù)測命中率是模型開發(fā)的關(guān)鍵難題。 本文在高爐爐溫預(yù)測中引入了小波分析與時間序列的方法作為主

2、要的研究工具，使用“高爐智能控制專家系統(tǒng)”在線采集的山東萊鋼1號高爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計算、分析、驗證工作，建立了基于小波分析方法的高爐鐵水硅含量預(yù)測模型。 小波變換是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支，在理論上已經(jīng)構(gòu)成了比較系統(tǒng)的框架。小波分析方法的最大優(yōu)點是能將原始時間序列按照不同尺度分解成不同的層次，各個層次上的信號比原始信號更加穩(wěn)定，這樣間題就變得易于分析和預(yù)測；而且小波分析方法在時域和頻域同時

3、具有良好的局部化性質(zhì)，可以對信號的任意細(xì)節(jié)加以提取、分析，因此對數(shù)據(jù)具有一定的自適應(yīng)能力。 本文首先概述了高爐冶煉的基本原理、高爐專家系統(tǒng)以及高爐鐵水硅含量預(yù)測模型，然后介紹了小波分析的基本理論和時間序列模型，最后將小波分析方法與時間序列相結(jié)合，建立了基于小波分析方法的高爐爐溫預(yù)測模型。 本文小波分析方法建模樣本的容量為在線采集的1000爐數(shù)據(jù)，采樣數(shù)據(jù)的時間間隔約為2h。首先通過小波變換將鐵水硅含量的原始時間序列依三重