基于t-s模糊模型的煉鐵燒結(jié)過(guò)程建模畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-05 17:18本頁(yè)面
【正文】 集合的隸屬度函數(shù)為1，我們就稱此元素完全屬于這個(gè)模糊集；同理，若此元素相對(duì)于這個(gè)集合的隸屬度函數(shù)為0，這樣我們就稱此元素完全不屬于這個(gè)模糊集合，若此元素相對(duì)于這個(gè)集合的隸屬函數(shù)在0到1之間，則此元素是模糊集的一部分。隸屬函數(shù)的基本定義：所謂隸屬函數(shù)就是一個(gè)用來(lái)表示模糊集合的一種手段，在它使用中可以被看做為一個(gè)區(qū)間u內(nèi)的一個(gè)子集，目的就是為了表示區(qū)間u中的此元素是否屬于普通集合A，隸屬度函數(shù)的結(jié)果在0到1之間。 舉幾種常見(jiàn)的隸屬函數(shù)：我們先定義一個(gè)離散集合X，X={xi|i=1,2,3，…….，n}，這時(shí)我們就可以同時(shí)與其配對(duì)的模糊集合A來(lái)表示隸屬度元素：A={uA(x1)/x1，uA(x2)/x2，……..uA（xn）/xn}其實(shí)也可以將其化為兩個(gè)對(duì)應(yīng)集合的形式表達(dá)：X=[x1，x2，x3…….xn]U=[uA(x1)，uA(x2)，…..uA(xn)]這是隸屬函數(shù)的基本表達(dá)方式，下面的梯形隸屬函數(shù)為一種常見(jiàn)的函數(shù)形式：U(x。在原式中，a，b，c，d分別是梯形的頂點(diǎn)的坐標(biāo)值。 The membership function of the triangle我們?cè)诮榻B一個(gè)Piecewise 的函數(shù)，它是屬于指數(shù)型的隸屬函數(shù)： 高斯型隸屬函數(shù)圖 The exponential membership function（）梯形隸屬函數(shù)圖 pezoidal membership function在原式中，c1和cr叫做此函數(shù)的左極值和右極值；其中，w1和wr分別代表函數(shù)的左右寬度。：在高中的時(shí)候我們接觸過(guò)普通集合的運(yùn)算，同樣這種運(yùn)算方式也可以延伸到模糊集合中，并且在很多情況下，同時(shí)用這些算子也可以用來(lái)表示我們所需要的集合。我們也可以用單位區(qū)間上的二元算子來(lái)表達(dá)模糊集合的并集，記做 i：[0,1] [0,1] →[0,1]。3. t協(xié)范數(shù)函數(shù)中的范數(shù)i是單位集合上的二元算子，取任意的a，b，c∈[0,1]都必須滿足以下定理：i(a,1)=a(邊界條件)b≤c表達(dá)i(a,b) ≤i(a,c)(單調(diào)性)i(a,b)=i(b,a)(交換性)i(a,i(b,c))=i(i(a,b),c)(結(jié)合性)（FCM）算法 設(shè)定相應(yīng)合理的模糊聚類的指標(biāo)是模糊聚類算法的核心問(wèn)題，依據(jù)之前所說(shuō)的聚類指標(biāo)來(lái)知道聚類中心能夠使模糊輸入空間的劃分是最優(yōu)質(zhì)的。所以如果我們有許多的數(shù)據(jù)需要聚類時(shí)，經(jīng)常不能獲得滿意的結(jié)果，為了解決這一類的問(wèn)題，從競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)的角度提出了一種FCM算法中的隸屬度的新方案，并且從隸屬度的方面解釋了新的模糊C均值算法，此方式定義為“截集模糊C均值聚類”。模糊C均值聚類算法首先就是要把n個(gè)向量xi(i=1,2,…n)劃為c個(gè)模糊組，然后再求出每個(gè)小組的聚類中心，并且要滿足非相似性指標(biāo)的價(jià)值函數(shù)是最小的。若要滿足上文說(shuō)到的最小值的必要條件，必須再次構(gòu)造出下面的新的目標(biāo)函數(shù)：J(U,c1,…cc, λ1…λn)=J(U,c1…cc)+ ∑nj=1λj（∑ci=1uij1）=∑ci=1∑njumijd2ij+∑j=1nλj(∑ci=1uij1)165。在這個(gè)原式中λj，j的范圍是自然數(shù)1到n是每一個(gè)模糊集合中元素的隸屬函數(shù)值的和的式子的n個(gè)約束式的拉格朗日的乘子。FCM可以經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟確定聚類中心和隸屬度矩陣（1），挑出數(shù)值在[0,1]的區(qū)間的任意數(shù)來(lái)重新定義隸屬矩陣，目的是滿足上式中的條件（2），運(yùn)用上式求出個(gè)數(shù)為c的聚類中心ci，i=1,2,3…..c。若所求的函數(shù)值小于已經(jīng)確定的閥值，或者其前一次的價(jià)值函數(shù)的值的變化量小于已經(jīng)確定的閥值，整個(gè)算法便自動(dòng)停止跳出。并且回到第二步。其中，聚類數(shù)c直接可以影響到模型的復(fù)雜度和精確性。所以首先要確定數(shù)據(jù)集的最佳聚類數(shù)，以免建模的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)偏差較大。從而人們也提出了很多從數(shù)據(jù)中自動(dòng)產(chǎn)生模糊的Ifthen規(guī)則的方法。在這個(gè)過(guò)程中，人們提出了殘差的概念，目的是要刻畫(huà)某種接近的程度，殘差的基本定義其實(shí)就是觀測(cè)值yi和回歸值221。殘差的平方和為：Q=Q(β)= ∑ni=1e2j=∑ni=1（yiyi）殘差的平方和的值越小，回歸的模型與度量觀測(cè)值的接近程度就越吻合，回歸模型與數(shù)據(jù)就越接近。此方式可以利用對(duì)輸入空間的模糊規(guī)則的劃分來(lái)知道被給定的樣本在所有模糊子空間的隸屬度，并且通過(guò)正交估計(jì)器來(lái)對(duì)模糊模型進(jìn)行辨識(shí)，再來(lái)獲得結(jié)論參數(shù)。 逐步回歸方法：之所以用到這種方法是因?yàn)樵趶?fù)雜的多元線性回歸的模式中，我們所收集的數(shù)據(jù)里不是全部的輸入量和輸出量都有顯而易見(jiàn)的確定關(guān)系，在必要時(shí)可以忽略輸入量的作用。下面將要提出的逐步回歸法的作用就是利用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決人們的實(shí)際問(wèn)題。 首先要設(shè)出回歸模型的原式：y=Xβ+ε在原式中y=[y1,y2,…..yn]的轉(zhuǎn)置β=[β0β1….βm]的轉(zhuǎn)置ε=[ε0,ε1,…εm]的轉(zhuǎn)置從中得出X的矩陣為：其中有E（ε）=0，Var（ε）=我們重新來(lái)假定新的輸入變量Xm﹢1， Xm﹢2，….Xm﹢q，由此得出之后的回歸方程是：其中r=[βm+1βm+2，…,βm+q]TW=[X Z]δ=[βgr]T同時(shí)使用最小二乘法可以得到新的回歸系數(shù)的估計(jì)值為：在原式中的就是上述的新的回歸方程里的（m+1）的回歸系數(shù)，同樣也可以用下述的表示形式：其中R=1X(XTX)1XTL=(XTX)1XTM=(ZTRZ)1β=（XTX）1XTy的原始模型的回歸系數(shù)的估計(jì)值就是1表示的單位矩陣。如果最終得出的統(tǒng)計(jì)量Fj＜F（1，nm1），結(jié)果會(huì)認(rèn)為新加入的輸入變量對(duì)其輸出變量不具有顯著的影響，適合刪去。 Ironmaking and sintering equipment overview：主要的原料是含鐵原料，一般的條件是顆粒的半徑小于5mm，含鐵成分較高的精礦粉、軋鋼皮、爐渣等等，此些原料的優(yōu)點(diǎn)為化學(xué)成分穩(wěn)定、雜質(zhì)所占的比重少。燃料的配方其主要成分是無(wú)煙煤與焦炭粉，基于對(duì)燃料條件的要求主要是含炭量高、含硫率低，粉塵量低，顆粒度小于3mm。其中的熔劑配料法和質(zhì)量配料法都是燒結(jié)的工程中較為常見(jiàn)的配料方式?；瘜W(xué)成分：TFe≥66%SiO2≤%水分：≤10%氧化鐵皮技術(shù)條件：TFe≥65%(不含工業(yè)垃圾)熔劑技術(shù)條件名稱CaOMgOSiO2H2O粒度≤3mm石灰石粉≥48≥5≤2≤2≥85白云石粉≥28≥20≤≤2≥85生石灰≥7479≤≥95生石灰燒堿≤10%入四輥焦粉或無(wú)煙煤粒度≤25mm，經(jīng)四輥破碎后，保證焦粉或煤粉粒度03mm占70%以上。；熔劑（例如石灰石，白云石）≤177。；生石灰≤177。1kg/m皮帶。二次返回的人造燒結(jié)礦的配料比例和下料量的比例應(yīng)時(shí)時(shí)刻刻維持平衡，一般情況下占混合料量的25%左右。對(duì)于混合的步驟來(lái)講，它的目的是為了讓燒結(jié)過(guò)程中所需的配料成分均勻，水分適中，有利于化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，從而可以得到顆粒度和成分都滿足標(biāo)準(zhǔn)的人造燒結(jié)礦，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量。使得全部混合配料的造球性質(zhì)提高，其水分含量控制在6%到7%的范圍內(nèi)。為了使一切條件到達(dá)煉鐵標(biāo)準(zhǔn)，要在每三個(gè)半小時(shí)取到少部分混合原料進(jìn)行化學(xué)分析，水分含量的檢測(cè)要每隔兩個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次。在進(jìn)行布料步驟時(shí)，首先要把鋪底料和混合料均勻的灑在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)上，其顆粒的粒度為10到25mm，厚度為20到25mm，它的目的是為爐壁提供保護(hù)層，并且減小爐內(nèi)除塵的工作量，從而達(dá)到延長(zhǎng)電機(jī)轉(zhuǎn)子壽命的功效。布料的好壞直接影響燒結(jié)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)混合料顆粒理想分布，斷面料層厚度分布均勻，料面平整，不拉溝，不虧料，兩側(cè)壓實(shí)的理想混合料帶。通常點(diǎn)火的溫度控制范圍在1200到1300攝氏度。點(diǎn)火環(huán)境的壓強(qiáng)控制在4到6千帕。燒結(jié)時(shí)，通風(fēng)度、真空度、配料層的厚度、機(jī)器的轉(zhuǎn)速
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