一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，包括如下步骤：步骤①：读取炉体参数，料面曲线在炉体中心线和炉墙之间依次分为第一直线段y

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法
本专利技术涉及一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，属于冶金控制领域。
技术介绍
高炉布料的过程中虽然能够测得料面曲线随时间的变化，但是一旦炉料参数发生变化，就需要重新测量，测量的工作量十分巨大，耗时耗力，而且存在很大的误差，使得实际布料过程设计十分繁琐。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种能快速预测料面曲线的基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法。解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，包括如下步骤：步骤①：读取炉体参数，料面曲线在炉体中心线和炉墙之间依次分为第一直线段y1＝kx1+b1、弧形段(x2-x0/a)2+(y2-y0/b)2＝1和第二直线段y3＝-kx3+b3；步骤②：选定历史炉料参数，读取各个时间点的历史料面曲线，以通过拟合曲线，分别求得第y1＝k(t)x1+b1(t)、(x2-x0(t)/a(t))2+(y2-y0(t)/b(t))2＝1和y3＝-k(t)x3+b3(t)；步骤③：重新选取炉料参数，炉料参数改变之后料面曲线变为y1＝C1k(t)x1+C2b1(t)、(x2-C3x0(t)/C6a(t))2+(y2-C4y0(t)/C7b(t))2＝1和y3＝-C1k(t)x3+C5b3(t)，在t＝t1和t2分别测料面曲线，以确定C1、C2、C3、C4、C5；步骤④：依据y1＝C1k(t)x1+C2b1(t)、(x2-C3x0(t)/C6a(t))2+(y2-C4y0(t)/C7b(t))2＝1和y3＝-C1k(t)x3+C5b3(t)输出料面曲线随时间变化图像。本专利技术的有益效果为：通过对料面曲线的简化拟合，获得料面曲线的通用函数。利用已测的历史料面曲线，获得料面曲线随时间变化关系，从而将该函数变化关系套用至待测的随时间变化的料面曲线，通过待定系数法确定待测料面曲线随时间变化的具体参数，输出待测料面曲线接下来随时间变化关系，充分利用已有数据，极大缩减测试量，对高炉布料具有很强的指导意义。本专利技术在同一个料面曲线中，第一直线段和第二直线段均相切于弧形段。本专利技术炉体参数包括溜槽倾角、溜槽长度以及溜槽转速，溜槽倾角、溜槽长度以及溜槽转速为定值。本专利技术同一个料面曲线中，x1的取值长度为x3取值长度的两倍以上。本专利技术炉料参数固定不变的情况下，随着t的增加，料面曲线中x2的取值范围逐渐减小。本专利技术的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。【附图说明】下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：图1为本专利技术实施例基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法的流程图。【具体实施方式】下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例：参见图1，本实施例提供的是一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，包括如下步骤：步骤①：读取炉体参数，料面曲线在炉体中心线和炉墙之间依次分为第一直线段y1＝kx1+b1、弧形段(x2-x0/a)2+(y2-y0/b)2＝1和第二直线段y3＝-kx3+b3；其中考虑料面曲线的对称性，第一直线段和第二直线段的斜率分别为k与-k，现有数值模拟方法中，弧形段被认为是抛物线，但是该假设未考虑抛料和料面之间相互作用，因此本实施例中将抛料之后实际弧形段曲线拟合为椭圆线；步骤②：从历史炉料参数中随机选取一组炉料参数，读取该组炉料参数情况下各个时间点的历史料面曲线，读取的所有历史料面曲线所需的炉体参数应当和步骤①中的炉体参数一致或者相近；对应的第一直线段拟合函数为y1＝k(t)x1+b1(t)、弧形段拟合方程为(x2-x0(t)/a(t))2+(y2-y0(t)/b(t))2＝1，第二直线段拟合函数为y3＝-k(t)x3+b3(t)；结合料面曲线连续性的特征，对固定炉体参数和炉料参数下不同时间点的料面曲线进行拟合，可以得到k(t)、b1(t)、x0(t)、a(t)、y0(t)、b(t)和b3(t)的函数方程；步骤③：保持炉体参数不变，重新选取炉料参数。由于炉体参数不变，k(t)、b1(t)、x0(t)、a(t)、y0(t)、b(t)和b3(t)依然可以适用于炉料参数改变后的料面曲线随时间变化，考虑到炉料参数发生变化，第一直线段的拟合函数为y1＝C1k(t)x1+C2b1(t)，弧形段的拟合方程为(x2-C3x0(t)/C6a(t))2+(y2-C4y0(t)/C7b(t))2＝1，第二直线段的拟合函数为y3＝-C1k(t)x3+C5b3(t)，炉料参数改变之后分别在t＝t1和t＝t2时测试料面曲线，由于k(t1)、b1(t1)、x0(t1)、a(t1)、y0(t1)、b(t1)和b3(t1)已知，因此当t＝t1时的料面曲线拟合出后，对应的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7也能够进行确定，考虑到测试误差，为了保证精度，k(t2)、b1(t2)、x0(t2)、a(t2)、y0(t2)、b(t2)和b3(t2)也能够确定，利用t＝t2时测试得到的料面曲线拟合，从而确定t＝t2时的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7具体数值，通过将t＝t1时的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和t＝t2时的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7取平均数，从而确定最终的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7数值；步骤④：依据y1＝C1k(t)x1+C2b1(t)、(x2-C3x0(t)/C6a(t))2+(y2-C4y0(t)/C7b(t))2＝1和y3＝-C1k(t)x3+C5b3(t)输出料面曲线随时间变化图像。整个数值模拟方法的步骤利用已有的料面曲线组数据，用于推测演化待测的料面曲线随时间变化关系。待测的料面曲线随时间变化关系仅需要测试1-2次具体时刻的待测料面曲线，就可以对接下来时间的料面曲线变化进行预测，而不需要实时测试，极大节省测试程序。在步骤②和③中，同一个料面曲线中，第一直线段和第二直线段均相切于弧形段，该结果最为符合现有的测试结果，同时在此约束条件下，能对第一直线段、弧形段和第二直线段在x轴方向上的宽度进行调节，更为符合实际料面曲线。基于上述约束条件下，炉体参数和炉料参数固定不变的情况下，随着t的增加，料面曲线中x2的取值范围逐渐减小，即随着时间推移，弧形段的宽度逐渐减小。随着时间增加，料面曲线中第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤①：读取炉体参数，料面曲线在炉体中心线和炉墙之间依次分为第一直线段y

【技术特征摘要】
1.一种基于智能算法的高炉布料的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤①：读取炉体参数，料面曲线在炉体中心线和炉墙之间依次分为第一直线段y1＝kx1+b1、弧形段(x2-x0/a)2+(y2-y0/b)2＝1和第二直线段y3＝-kx3+b3；
步骤②：选定历史炉料参数，读取各个时间点的历史料面曲线，以通过拟合曲线，分别求得第y1＝k(t)x1+b1(t)、(x2-x0(t)/a(t))2+(y2-y0(t)/b(t))2＝1和y3＝-k(t)x3+b3(t)；
步骤③：重新选取炉料参数，炉料参数改变之后料面曲线变为y1＝C1k(t)x1+C2b1(t)、(x2-C3x0(t)/C6a(t))2+(y2-C4y0(t)/C7b(t))2＝1和y3＝-C1k(t)x3+C5b3(t)，在t＝t1和t2分别测料面曲线，以确定C1、C2、C3、C4、C5；
步骤④：依据y1＝C1k(t)x1+C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，詹敏述，吴永利，
申请(专利权)人：江苏集萃工业过程模拟与优化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32