【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁矿石烧结生产领域，尤其涉及一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法、系统及存储器。
技术介绍
1、混合料水分是烧结过程的一项重要工艺参数，适宜的混合料水分需要保证混合料的制粒效果的同时避免过多的水分在料层形成过湿带，使烧结料层具有良好的透气性，在发挥水分在料层中的导热作用的同时避免过多消耗热量，尽量不影响烧结过程的固体燃料消耗。由于国内烧结生产的原料复杂多变，混合料水分对烧结过程的作用机理复杂，目前混合料水分主要由现场操作人工根据积累的生产经验进行调控，由于操作工经验的差异和混合料水分检测装置检测的误差导致现场水分设定存在差异，烧结过程出现波动。
2、烧结历史数据中蕴含着丰富信息，通过挖掘历史变量数据之间的联系，找出混合料水分设定的关联规则，可以实现对混合料水分的优化设定。由于目前混合料水分在线检测仪器并不准确，可以通过挖掘混合料水分设定的关联规则间接实现混合料水分设定的优化。因此通过开发一种基于关联规则分析的烧结混合料水分优化设定方法代替人工设定混合料水分，可以较为稳定与科学的对混合料水分进行优化设定，稳定烧结过程，提升烧结矿质量，对提高烧结生产操作水平具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的第一个目的旨在提供一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，该算法通过挖掘混合料水分优化设定的关联规则，对现场混合料水分进行优化，提高烧结过程稳定性与烧结矿冶金性能，有效的解决了人工设定水分造成的烧结过程不稳定的
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种计算机可读存储器，存储器上含有实现上述基于关联规则分析的烧结混合料水分优化设定方法的计算机程序，可被读取和执行。
3、本专利技术的第三个目的在于提供一种基于关联规则分析的烧结混合料水分优化系统，该系统基于可编程逻辑控制器、混料加水阀门控制器、处理器和可读存储器之间的协同作用，实现了对于过程混合料水分的实时优化，大幅提高了烧结过程稳定性和调控的精准性。
4、为实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，包括以下步骤：
5、s1：采集烧结生产过程数据，通过变量筛选、异常值剔除、变量模糊操作，获得数据集；
6、s2：建立基于ga-fcm的烧结操作模式分类模型；
7、s3：采用关联规则分析算法挖掘烧结过程特征变量与混合料水分目标值之间的关联关系，构建混合料水分优化的规则库；
8、s4：将实时的生产过程数据输入到所述的操作模式分类模型，获得当前生产的操作模式类别，采用正向推理方法将操作模式及其他过程变量与水分目标值优化规则进行匹配，输出混合料水分的目标值。
9、作为一项优选的方案，所述数据集构建过程包括：
10、i)筛选出与混合料水分相关的9维过程变量，包括：烧结机机速、混合料总下料量、料层高度、1#风箱负压、点火温度、大烟道废气温度、烧结终点位置btp、烧结终点温度btt和环冷1段烟罩温度；
11、ii)采用箱线图法进行异常数据的剔除，分别统计混合料水分和9维相关过程变量的下四分位数q1、上四分位数q3、上边缘q3+1.5*(q3-q1)、下边缘q1-1.5*(q3-q1)，将大于上边缘或者小于下边缘的数据作为异常值进行剔除；
12、iii)采用三角型模糊隶属度函数与z型模糊隶属度函数将混合料水分设定值、1#风箱负压、点火温度、大烟道废气温度、烧结终点位置btp、烧结终点温度btt和环冷1段烟罩温度划分为{nm、no、po、pm}4个离散区间。作为一项优选的方案，所述模糊化模型包括采用模糊隶属度函数对部分变量进行模糊离散化操作。
13、作为一项优选的方案，所述烧结操作模式分类模型的建立过程为：
14、i)选择烧结机机速、混合料总下料量、料层高度3维操作变量作为操作模式分类的输入变量，将操作模式划分为6个类别；
15、ii)采用遗传算法ga对初始聚类中心
16、vini＝{v1,ini,v2,ini,v3,ini,v4,ini,v5,ini,v6,ini}进行寻优，其中个体适应度函数采用全局代价函数，其计算过程如式1所示：
17、式1：式1中，μij为第j组操作变量对聚类中心vi的隶属度，dij为第j组操作变量对聚类中心vi的欧氏距离。
18、iii)计算每个新样本到6个聚类中心的欧几里得距离，计算过程如式2所示：
19、式2：式2中，di为样本与第i个聚类中心的欧几里得距离，xk和vik(k＝1,2,3)分别代表样本和第i个聚类中心的烧结机机速、混合料总下料量、料层高度数值。
20、iv)根据计算得到的欧几里得距离计算样本对6个聚类中心的模糊隶属度，计算过程如式3所示，根据最大隶属度原则将样本进行操作模式分类。
21、式3：式3中，μi代表样本对第i个聚类中心的模糊隶属度。
22、作为一项优选的方案，所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述混合料水分优化的规则库的构建过程为：
23、i)以操作模式、1#风箱负压、点火温度、1#大烟道温度、btp、btt和环冷1段烟罩温度为规则前件，以混合料水分目标值为规则后件，构建用于规则提取的事务集；
24、ii)设置最小支持度supmin、最小置信度confmin；
25、iii)根据最小支持度筛选出包含完整规则前件、规则后件的频繁项集；
26、iv)提取上述步骤中置信度大于confmin的频繁项集，获得强关联规则。
27、作为一项优选的方案，所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所示支持度、置信度计算过程如式3、式4所示：式3：式3中，r为所选频繁项集，count(r)表示事务集中频繁项集r所出现的频数，count(n)表示事务集中事务总数
28、式4：式4中，r为所选频繁项集，sup(r)为该频繁项集的支持度，sup(r1)为该频繁项集中规则前件组成的频繁项集的支持度。
29、本专利技术还提供了一种计算机可读存储器，包含计算机程序，所述计算机程序可实现上述任一项所述的基于关联规则分析的烧结混合料水分优化设定方法。
30、本专利技术还提供了一种基于关联规则分析的烧结混合料水分优化系统，包括：可编程逻辑控制器(100)、混料加水阀门控制器(200)、处理器(400)和上述可读存储器(300)。
31、作为一项优选的方案，所述可编程逻辑控制器(100)采集生产过程数据。
32、作为一项优选的方案，所述混料加水阀门开度设定量最终输出到混料加水阀门开度控制器(200)。
33、作为一项优选的方案，所述处理器(400)执行可读存储器(300)上的计算机程序。
34、相对于现有技术，本专利技术技术方案的有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述数据集构建过程包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述烧结操作模式分类模型的建立过程为：
4.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述混合料水分优化的规则库的构建过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所示支持度、置信度计算过程如式3、式4所示：
6.一种计算机可读存储器，包含计算机程序，其特征在于：所述计算机程序可实现权利要求1～5任一项所述的基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法。
7.一种基于关联规则分析的烧结混合料水分优化系统，其特征在于，包括：可编程逻辑控制器(100)、混料加水阀门控制器(200)、处理器(400)和权利要求8所述的可读存储器(300)。
8.根据权利要求7所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分优化系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器(100)采集生产过程数据；所述混料加水阀门开度设定量最终输出到混合料水分阀门开度控制器(200)；所述处理器(400)执行可读存储器(300)上的计算机程序。
...【技术特征摘要】
1.一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述数据集构建过程包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述烧结操作模式分类模型的建立过程为：
4.根据权利要求1所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所述混合料水分优化的规则库的构建过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于关联规则分析的烧结混合料水分目标值优化方法，其特征在于：所示支持度、置信度计算过程如式3、式4所示：...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓贤，范晓慧，陈许玲，彭梓塘，甘敏，许戈钦，季志云，孙增青，袁礼顺，唐毓晨，廖卓璋，黄鼎堯，阳恒，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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