氧化槽温度实时动态精准预测仿真研究

受高寒地区极端天气影响和换热管换热作用,氧化槽内的温度分布不均、复杂多变,甚至影响细菌氧化的效率。为探究氧化槽温度动态分布和实时变化,融合DDDAS思想提出离线—在线分离法对氧化槽温度进行实时动态精准仿真预测。首先建立氧化槽内部热量传递模型;其次针对系统参数空间高维问题,离线阶段采用POD方法确定氧化槽温度变化的主导模态,降低系统参数维度;为了解决传感器测量有效信息难的问题,在线阶段采用贪婪算法优化传感器测量位置;最后通过RKF将测量信息注入到仿真中以提高氧化槽温度的预测精度。结果表明,离线—在线分离法能够对氧化槽温度进行实时精准预测。     

遗传算法在空调器中的应用

提出了利用遗传算法实现空调器理想温度的控制效果,介绍了空调器温控系统的控制原理,通过遗传法优化PID参数,使空调器能够根据室内温差及室内外温度变化率确定压缩机的转速,实现最佳的自动制冷工况,通过实验仿真表明控制系统具有很好的鲁棒性和满意的动态特性。     

炼铁系统能耗和成本的集成优化及分析

炼铁系统是钢铁生产流程中至关重要的一环.基于物质与能量守恒规律和反应动力学,结合系统节能的理论和混合整数线性规划方法,建立了炼铁系统(烧结、球团、高炉工序)能耗-生产成本集成优化模型,采用企业实际数据验证了其有效性,并获得了目标下各工序最优配料和操作参数.结果表明,综合考虑能耗和成本进行多目标优化时,铁水能耗和成本分别...     

步进式加热炉生产过程仿真系统设计与实现

步进式加热炉动态生产过程仿真是验证加热炉模型、调整模型精度的有效方法,特别是对于板坯温度跟踪计算,炉温设定方面效果尤为突出.本文介绍加热炉生产过程仿真系统的功能、组成以及没计原理.通过搭建包含板坯装入、移动和抽出等完整功能的仿真环境,为模型研发人员提供一个加热炉模型调试、新模型开发的基础平台.在此仿真平台下,对两种不同出炉目标温度的板坯进行动态仿真,可以发现加热炉模型对不同目标温度的板坯在炉气温度没定上有着明显的区别,从而验证仿真平台是调试模型的有效手段.     

基于数据驱动的转炉二吹阶段钢水温度动态预测模型

转炉钢水温度是转炉终点控制的工艺参数之一,精确的钢水温度预测对转炉终点控制具有重要的指导意义。然而,以往的大多数转炉终点预测模型属于静态模型,只能够实现对转炉吹炼终点钢水温度的预测,无法实现动态预测,导致模型的作用有限。针对该问题,提出了一种基于数据驱动的转炉二吹阶段钢水温度动态预测模型。模型先通过新案例主吹阶段的工艺参数,基于案例推理算法找到历史案例库中相似案例。再利用相似案例的二吹阶段工艺参数并基于长短期记忆网络（Long short-term memory,LSTM）算法训练工艺参数与钢水温度的变化关系。然后利用训练好的LSTM模型,计算新案例二吹阶段的钢水温度变化。最后,利用某钢厂实际生产数据,研究了不同重用案例个数及神经元个数对模型预测精度的影响,实验结果表明:模型在重用案例个数为4,神经元个数为10时模型的预测精度最高,此时模型对钢水温度的预测误差在[?5 ℃, 5 ℃]、[?10 ℃,10 ℃]和[?15 ℃,15 ℃]的命中率分别达到40.33%、68.92%和88.33%,模型的性能高于传统二次方模型和三次方模型。      

间断连接无线网络中能量有效的数据转发策略

针对间断连接无线网络中节点能量有限、节点间相遇持续时间较短和网络资源无法得到充分利用的问题,提出一种带有自适应异步唤醒的数据转发策略,综合考虑节点能耗和休眠机制,并结合灰色模型预测节点间相遇持续时间,优化节点探测阶段和数据转发阶段的能耗,进而实现高效数据转发的目的.结果表明:所提出的数据转发策略能够有效利用节点剩余能量和通信机会.与现有的转发策略相比,该策略能够在低能耗下有效改善网络的探测成功率和通信时延.     

脱湿鼓风对高炉系统能耗的影响

 高炉鼓风系统出口空气湿度对高炉冶炼过程具有重要影响。以国内某2500m3年产生铁量220万t高炉为例,采用机前冷却脱湿法,以蒸气作为热源的吸收式制冷与蒸气压缩式制冷系统串联作为脱湿冷源建立数学模型,动态计算了上海地区不同湿度参数条件下高炉冶炼过程的能耗情况。结果表明,随着出风湿度的降低,高炉冶炼过程的节能量增加,制冷系统的能耗也增加。目标湿度降低0.1g/m3,节约能量0.01~0.07kg/t,双效吸收式系统能源消耗0.01~0.03kg/t,单效吸收式系统能源消耗0.02~0.05kg/t,蒸气压缩式制冷系统能源消耗0.01~0.04kg/t。若仅采用双效吸收式制冷系统,出风湿度宜为8g/m3;若仅采用单效吸收式制冷系统,出风湿度宜为9.5g/m3;利用蒸气压缩式制冷深度脱湿的出风湿度宜为6g/m3。     

中厚板轧机二级过程控制系统模型的研究与优化

舞钢公司第二轧钢厂轧机二级过程控制系统是新宽厚板生产线的重要组成部分。结合实际生产过程,对该二级系统的温度模型、轧制力模型、扭矩模型以及双机架轧制匹配模型等进行了参数优化调整,进一步提高了系统模型预测数据的准确性,保证双机架轧制模式的稳定运行。     

基于多目标粒子群优化的污水处理系统自适应评判控制

考虑到城市污水处理系统存在保证出水水质达标和降低能耗的需要,将其运行过程视为一个多目标优化控制问题.针对此问题,提出一种基于多目标粒子群优化(Multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)算法的污水处理系统自适应评判控制方案,该方案分为上层优化和底层跟踪控制两部分.首先,污水处理过程存在非线性、多变量、大时变等特点,结合数据驱动思想对入水及出水组分数据进行分析,构建关于出水水质和运行能耗的多目标优化模型.采用径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络进行建模,并与反向传播(Back propagation, BP)神经网络进行了对比.然后,结合MOPSO算法强大的优化能力,采用MOPSO算法对优化目标进行求解,并设计一个决策方式从最优解集中选出偏好解,作为溶解氧与硝态氮浓度的最优设定值.接下来,底层跟踪控制部分采用基于自适应动态规划的辅助控制器对比例–积分–微分算法的控制策略进行补充,弥补了传统控制算法自适应能力差的不足.此外,比例–积分–微分算法也为自适应动态规划算法提供了初始的稳定控制策略,克服...     

钢铁联合企业煤气系统模型化研究

分析了我国煤气系统研究现状,指出了国内煤气系统管理的几大难点,并以某钢铁厂煤气系统为背景,以科学的数据处理方法为基础,对煤气系统产耗机理、动态特性进行研究,从而建立煤气系统动态数学模型和仿真模型,最终实现富余煤气波动量动态预测与动态调节的模型化。     

动态轻压下过程仿真系统

介绍了一种板坯连铸动态轻压下过程仿真系统,详细阐述了其原理、结构及功能.该仿真系统由几个功能相对独立的单元组成,能够模拟动态轻压下的动作过程.该系统的各类参数可灵活配置,且仿真过程中的各类参数完全可视化,既可作为在线轻压下模型的开发及调试平台,又可作为优化轻压下工艺参数的辅助工具.     

数据中心云制冷控制系统研究与实践

引入"云计算"技术思想理念,将复杂水冷空调系统作为"云制冷"资源进行管理和调用,利用智能控制技术,通过各相关设备模式化的自动组合运行与启运关停,产生需要的制冷效果,以期实现制冷资源的精益化管理,用最经济的能耗开销和设备耗损,满足数据中心不断变化的制冷需求,并充分发挥制冷系统潜能,有效提高"云制冷"资源利用率,减少系统扩容投资,易于设备均衡使用,合理安排维修保养,延长设备生命周期。     

热连轧精轧温度设定系统及自适应研究

针对宝钢2050 mm热连轧温度设定系统的技术改造,分析研究了现有的精轧机组温度设定系统.基于现场数据采集系统的实测数据,提出了一种空冷温降辐射系数的修正方法,并采用新的指数模型替代原水冷温降模型.同时,为满足现场生产精度和稳定性的需要,建立了精轧机组的短时和长时自适应温度模型.仿真及实验结果表明,改造后温度设定系统的预测精度比原温度设定系统有更高的精度,并且在变钢种变规格轧制时误差波动小.     

高速线材生产过程组织性能预测模型仿真

 采用计算机对高速线材生产过程进行模拟,开发出具有较高准确度同时具有对不同轧制工艺有较好通用性的高线生产仿真系统。利用有限元方法计算了线材在待轧、轧制、水冷及风冷过程的温度场;通过对再结晶动力学模型的解析,得到了静态再结晶、动态再结晶的分数以及奥氏体晶粒在轧制过程中的变化情况;通过组织演变模型和温度模型的耦合计算,模拟出斯太尔摩风冷线上线材的组织变化过程;建立了利用初始化学成分和组织组成预测高线产品力学性能的BP神经网络模型,通过生产过程数据的训练,实现了对线材力学性能的预测。仿真计算的结果对线材控轧、控冷工艺的改进有一定的指导意义。     

唐钢二钢轧厂生产流程的计算机仿真

唐山钢铁股份有限公司二钢轧厂生产流程复杂,生产组织难度大.通过对当前生产组织模式的分析研究,依据"炉机匹配"、"能耗最小"及"连浇"原则,提出了新的生产组织模式.在新模式下,根据现场静态调度和动态调度的规则,对一个浇次内的生产组织进行了计算机仿真.仿真结果表明,新的生产组织模式较以前简单,易于管理.此仿真系统运行平稳可靠,可基本预测优化后的唐钢二钢轧厂的生产组织状况.     

镍铁矿热炉熔炼过程中的多物理场耦合

建立了一个三维多物理场耦合模型,揭示矿热炉运行过程中电磁、温度、化学反应间的相互作用机理.该模型不仅将电磁理论、多相流动、传热、还原反应整合到统一的计算框架中,还通过用户自定义函数(UDFs)将电弧热、焦耳热和化学反应热加入到能量方程源项中.研究了不同电极插入深度下的熔池温度分布,并分析了熔池不同位置处的还原反应量.结果表明：随着电极插入深度的增加,熔池温度不断升高;在磁场作用下,熔池底部温度分布均匀;熔池区内氧化镍比铁氧化物还原更彻底,而坩埚区内镍铁氧化物均被彻底还原;当电极插入深度为2.1 m和2.2 m时,有助于提高炉料温度,适用于升温阶段;当电极插入深度为2.0 m时,炉料温度和铁氧化物的还原量更为均衡,适用于稳定熔炼阶段.     

首钢能耗分析模型及软件的开发应用

针对钢铁企业的能流与物流耦合特点,开发了能源多级投入产出模型,建立了全流程能耗分析与辅助决策系统的应用软件。该系统根据钢铁企业产品结构调整和设备运行情况,动态分析了能源结构和能耗指标的变化。通过对首钢不同工况的计算分析,取得了较准确的预测结果。     

基于转炉烟气分析的熔池碳含量及温度动态预报

基于烟气分析获得烟气流量及成分,应用碳平衡原理构建的碳积分数学模型可动态预测熔池中的碳含量;对炉气信息延迟性、炉气量、枪位系数和脱碳速率拐点a与b等参数的修正,能够提高熔池碳含量动态预报的精度。在熔池碳含量动态预报的基础上,基于热平衡理论和碳氧反应热力学构建了熔池温度动态预报模型,通过脱碳速率拐点a和b的修正以及分阶段模型的构建,能够提高熔池温度的预报精度。在此基础上采用Visual Basic 6.0和SQL Server 2000数据库构建了熔池碳含量和温度动态预报系统,利用该系统对一定时期的46炉冶炼数据进行了离线运行,结果表明:终点w(C)0.2%时,预报偏差小于0.02%命中率为84.8%,模型终点温度预报偏差小于20℃命中率为84.8%,C-T双命中率达到73.9%,基本满足冶炼对终点命中率的要求。     

开式地表水源热泵系统取水能耗限值确定方法

对于开式地表水源热泵来说,取水能耗是决定系统节能性的关键因素.在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水源热泵系统的能效比耦合模型,并得到了基于节能率的地表水源热泵系统的不同取水温度和不同取水能耗下的耦合限值.通过实际案例,计算得到了地表水源热泵系统不同取水温度下以及不同系统方式下的系统节能率,建立了开式地表水源热泵系统取水能耗限值方法.     

全动力液压制动系统的动态模拟与实验

在对串联式液压制动阀结构与性能分析的基础上,建立了全动力液压制动系统动态数学模型,并就制动阀结构参数对系统动态性能的影响进行了仿真分析.通过系统动态响应特性台架实验,验证了仿真模型,得出了各种制动工况对系统响应特性的影响规律.经工业性应用,设计研制的工程车辆全动力制动系统性能满足ISO3450标准要求.