基于D-S证据融合的高炉炉况诊断方法研究

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高炉是钢铁冶炼不可或缺的重要设备,长期顺行的炉况不但是高炉操作的先决条件,也是高炉长寿的必要保证。由于实际生产中的高炉具有高温、高压、粉尘、密闭、生产流程复杂等特性,导致其内部状态难以直接检测,从而无法对高炉炉况进行准确的判断。本文针对现阶段高炉炉况难以准确判断的问题,从工艺机理入手分析了常见炉况的影响因素,提取了高炉料面温度场和布料模型的相关信息以及重要的复合参数作为炉况诊断的重要依据,进而采用D-S证据融合法对高炉炉况进行准确诊断,同时解决了方法中存在的证据冲突问题,为炉况诊断提供了一种可行的新思路。首先,对炉况诊断所需的证据进行提取。根据高炉红外图像和十字测温,建立了高炉料面温度场;通过图像处理和几何计算,提取了高温区域宽度和中心偏移度;通过料面温度场分布特点,提取了料面温度场中心温度指数和边缘温度指数;根据高炉布料模型,提取了料面径向矿焦比;根据流体力学知识,提取了影响炉况的其他复合参数。进一步根据提取的特征信息,计算其平均值、变化梯度、标准差等,提供炉况诊断的重要输入其次,采用D-S证据融合法对炉况进行诊断。结合D-S证据理论的特点并和高炉生产实际情况,确定了证据理论的识别框架、信任函数、似然函数;针对炉况诊断中可能存在的证据冲突问题,提出了证据冲突的判断方法和解决途径;根据以上解决途径,提出了修正后的炉况诊断步骤。最后,基于某钢铁企业2200m3高炉生产的实际炉况数据对本文所提出的炉况诊断方法进行了仿真。结果表明,本文所提炉况诊断方法达到了较好的诊断效果,可为实际高炉生产提供一种有效、可靠的炉况诊断方法。
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