基于槽况分类的铝电解电流效率软测量建模研究

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1、万方数据中图分类号UDCTPl81620硕士学位论文学校代码!Q5塑密级公珏基于槽况分类的铝电解电流效率软测量建模研究SoftSensorModeloftheCurrentEfficiencyforAluminumElectrolysisProcessBasedonStatusClassification作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：张旖芮控制科学与工程系统建模与控制信息科学与工程学院阳春华教授答辩委员会主席中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所

2、知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：塑缝蛰日期：2丛生_年勤瑚学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并

3、通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：幽导师万方数据基于槽况分类的铝电解电流效率软测量建模研究摘要：电流效率是铝电解生产过程最重要的经济技术指标，提高电流效率不仅可以降低能耗，还可以提高电解槽的产铝量。对电流效率进行实时监测，可以为现场工人提供操作决策依据。由于铝电解的电流效率难以用仪表进行精确测量，因此研究利用软测量技术来解决这一问题是必然选择。由于铝电解存在不同的槽况，利用单模型对电流效率进行测量会增加模型复杂度、信息丢失。针对这一问题，本文提出了利用多支持向量机模型来解决铝电解电流效率软测量建模问题。本文研究的工作主要包括：首先，综述了铝电解工艺参数测

4、量的研究现状，针对电流效率测量存在的问题，提出用支持向量机的方法建立在线软测量模型；分析了槽电压、电解质温度、分子比等工艺参数和槽况对电流效率的影响，并采集这些参数的检测数据进行预处理，选择这些参数作为软测量模型的辅助输入变量。然后，采用数据挖掘技术中的聚类算法对样本数据进行分类，根据铝电解槽数据的特点，选择模糊C一均值聚类算法对其聚类。由于FCM算法容易陷入局部最优解，为了解决这一问题，本文提出了一种改进的模糊C．均值聚类算法，将欧几里得距离公式重新定义，通过改变平滑参数的大小来调整聚类效果。仿真结果表明，改进的FCM算法使数据样本划分更加合理。最后，对聚类后

5、的各子类样本数据分别建立支持向量机子模型，使每个子模型包含不同的槽况信息。当输入一个数据时，分别计算各类子模型的电流效率值，再利用模糊隶属度进行加权融合得到铝电解电流效率的测量值。通常情况下，样本点所在槽况的子模型权重值比较大，其他子模型的权重值较小。仿真结果表明，本文所提出的多支持向量机软测量模型能够更加准确、快速地估计电流效率值，大大提高了测量精度。图25幅，表13个，参考文献62篇。关键词：铝电解；电流效率；软测量；模糊聚类；多模型分类号：TPl81万方数据SoftSensorModeloftheCurrentEfficiencyforAluminumEl

6、ectrolysisProcessBasedonStatusClassificationAbstract：ThecurrentefficiencyiSallimportanteconomicindicatorintheproductionofaluminumindustry．Toimprovecurrentefficiencynotonlycanreduceenergyconsumption，butalsocanimprovetheproductioncapacityofaluminumelectrolysis．Thedecisioncanbeprovidedf

7、ormanagementstaffonsitetomeasurethereal—timecurrentefficiency．Sincethecurrentefficiencywashardtobemeasuredaccuratelybyinstruments，SOitisainevitablechoicetosolvethisproblemusedbysoftmeasuringtechnology．Becauseofdifferentcellstates，thecurrentefficiencypredictedbyasinglemodelwillincreas

8、ethecomplexi