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专利号: 2020111257217
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多尺度深度网络的水泥游离钙软测量方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:步骤1:分析水泥生产工艺,选取与水泥熟料中f‑CaO含量相关的过程变量,以此确定软测量模型所需的辅助变量;

步骤2:采用拉伊达准则标记每个辅助变量中的异常值,将每个辅助变量中的异常值和缺失值使用该辅助变量的均值代替;

步骤3:对辅助变量进行3层小波包分解并提取实时特征,将每个辅助变量进行分段,然后每个变量中的每一段进行小波包分解,计算分解后的每个节点的能量,并将能量较大的几个节点作为该变量在该时间段内的特征;

由于辅助变量的采集频率相对于f‑CaO含量的采集频率更快,因此根据f‑CaO含量的采集频率将每个辅助变量的数据进行分段,最终形成每个辅助变量的一段时序数据对应一个f‑CaO含量值;使用3层小波包分解对辅助变量进行分解,然后使用所构建的能量函数对特征进行提取;针对原始信号S(t),设一组低、高通共轭正交滤波器系数{hk}k∈z和{gk}k∈z,则每层小波包变换的系数可以通过式(2)递推得到:式(2)中,n为频率指标,k为位置指标,j表示经过小波包分解的层数,Ps(n,j,k)表示原始信号经过小波包变换得到的系数序列;原始信号经过3层小波包分解后共得到8个系数序列,分别用SSS、dSS、SdS、ddS、SSd、dSd、Sdd、ddd表示,然后通过所构建的能量函数分别计算这8个系数序列的能量强度,提取能量强度较高的前4个系数序列作为原始信号在一段时间内的实时特征;构建的能量函数如式(3)所示:其中xi代表系数序列中的第i个元素值;对于每个辅助变量的时间序列段都进行3层小波包分解并提取特征,将每个变量在一个时间段内的特征作为软测量模型的输入;

步骤4:将步骤3中提取的实时特征送入LSTM模型并对模型进行训练,并通过误差反向传播算法对模型参数进行修正;

步骤5:用训练好的LSTM模型对f‑CaO含量进行预测。

2.根据权利要求1所述的基于多尺度深度网络的水泥游离钙软测量方法,其特征在于:

在步骤1中,通过分析熟料中游离氧化钙产生的机理和相关影响因素,选择与游离氧化钙密切相关的10个过程变量作为游离钙软测量模型的辅助变量。

3.根据权利要求2所述的基于多尺度深度网络的水泥游离钙软测量方法,其特征在于:

在步骤1中,选取的10个建模辅助变量为:喂料量1反馈、分解炉喂煤量反馈、高温风机转速反馈、窑尾温度、分解炉出口温度、窑电流反馈、二室篦下压力反馈、二次风温反馈、窑头负压反馈、窑头煤反馈。