优秀毕业论文分类号：密级：UDC：烈虞利拨夫挚学位论文高炉异常炉况诊断专家系统Expert System for Abnormal Status Diagnosis of Blast furnace杨绪平Expert Iystem for Abnormal Status Diagnosis of Blast Furnace指导教师姓：毕学工教授 武汉科技大学材料与冶金学院申请学位级 l：硕士专业名称：钢铁冶金 论文定稿日I2011年5月20日论文答辩日期：2011年6月1 1日学位授予单 ：武汉科技大学 学位授予日f：答辩委员会主席：金焱副教授评阅人：金焱副教授 尹腾高级工程师JI精品参考文献资料武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研 究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的 工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：日期：型：Z：z2研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位 的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向有关部门(按照武汉科技大学关于研究生学位论文收录 工作的规定执行)送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅， 同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行 检索和对外服务。论文作者签名：指导教师签名：缘至丝迈聋日期：竺!：匹!垄Ifr武汉科技大学高炉冶炼过程保 响到高炉的稳定生产 炉况，对高炉稳定顺 传统的高炉操作 一。随着人工智能技 统。高炉专家系统异 面地应用各种检测信 性过分依赖建模时的 炉况专家系统使用的 的征兆参数，在实际 常炉况预报模型中尽 本文通过对韶钢 合应用模糊推理和产 建立了异常炉况专家 常炉况预报专家系统 提高炉况的控制水平关键词：高炉，异常第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractIt is important to keep stable in blast furnace iron making processAbnormal conditions such as channeling，slipping,hanging and SO on seriously affect the stable production of the blast furnaceTherefore,Forecasting the status accurately and timely is crucial to blast furnaceproductionTraditional blast furnace operation mainly relying on the operatorS operational experience and some simplified mathematical model，the application scope is narrowerWith the development of artificial intelligence，some of the blast furnace expert system developed withartificial intelligence and operational experienceThe Abnormal States Prediction Expert Systemof blast furnace is generally employ fuzzy inference and neural network methods，neural networks can detect a more comprehensive application of information,but the inferential process is not direct，and the statistical model have a common problemit is relying on the process ofmodeling conditions too seriouslyFuzzy inference method is more consistent with human habits， the detected information is limited in current Abnormal States Prediction Expert SystemIn fact， many parameters of blast furnace conditions Call be used as signs of abnormal statesThe individual parameters are also often ineffective due to an error detection value in the actual productionSo it is a wise choice to consider as more parameters as possible in forecasting theabnormal statesBased on the analysis of actual production data and practical production situations ofShaogang No8 Blast Furnace，a great number ofparameters have been selected，the AbnormalStates Prediction Expert System that applies fuzzy inference and productive rules WaS establishedAccording to blast furnace smelting theory and operating experience，the abnormal conditions expert system knowledge bases have been established and the system functions weretuation of l offurnace武汉科技大学硕士学位论文第1Il页目录摘要IAbstractIIEj j衰III第一章文献综述111高炉炼铁概述112高炉专家系统1121高炉专家系统结构及特点2122高炉专家系统在国外的应用3123高炉专家系统在国内的应用713课题来源和研究意义8第二章高炉炉况及系统参数的选取1021正常炉况1022异常炉况。1l221管道1l222崩料1 3223悬料。14224炉缸堆积1423参数的选择及与炉况关系的分析16231选取参数16232风压、风量和透气性指数16，233炉顶煤气温度l 8234炉顶煤气利用率19235料速19236炉顶煤气氮含量19237崩料空洞20第三章系统开发相关技术2131模糊数学21311模糊理论基础21312隶属函数2132专家系统知识的表达23321产生式规则表示法24322框架表示法。24323语义网络表示法。25324过程表示法25325可信度表示法。26第页武汉科技大学326神经元网络表示法33特征量计算34数据预处理341卡尔曼滤波342平均值滤波第四章异常炉况专家系统开发41参数的模糊化及异常炉况模糊状态选择42基于规则的炉况预报推理43异常炉况推理图44异常炉况综合推理45炉况预报专家系统软件开发451开发软件452系统数据库管理软件453系统软件的开发第五章结论38参考文献39致射42第1页钢铁材料在现代生活中占有举足轻重的作用，炼钢使用的原料绝大多数来自高炉冶炼 生产的铁水，这使得高炉生产环节在整个钢铁工业生产中占有重要的地位。只有保持稳定 顺行的高炉炉况，才能够实现高炉高效、长寿、高产等各项经济指标。高炉生产过程是一个综合物理、化学反应的动态过程，过程的反应极端复杂，现有的 检测信息不够完善，很多影响因素不能够准确、连续、及时的检测。而响应的过程，具有 一定的滞后性，不能够及时的反应当前的情况。高炉冶炼过程具有这4个方面的特点【l】：(1) 高炉冶炼是在封闭系统中进行的，炉料从上向下运动，煤气流从下向上，在这样一个动态 过程中发生多个体系同时进行的复杂高温物理化学反应过程。各个反应参数之间的变化关 系复杂多样。(2)对炉况的判断大多是通过各种检测仪表得到数据间接确定，不能够直 接观察出来，因此对炉况的判断不具备透明性，不能够实现直观的精确控制。(3)高炉 操作参数众多，对高炉操作的影响情况各异，但在一定程度上又相互影响，过多操作参数 的变化，增大了对高炉冶炼控制的难度，这种变化的不确定性，使得冶炼过程在一定程度 上带有不可预测性。(4)反应过程的滞后性。高炉冶炼是一个大容器，高温反应的过程， 从装料到炉内的反应需要一定的时间按，这就使得操作参数数据的响应存在一定的滞后 性，对具体炉况的判断和高炉操作增加了很大的难度。传统的高炉冶炼，主要依赖于高炉操作人员的经验，这样完全依赖于人为的操作，不 仅仅需要极大的劳动量，对操作人员的经验水平要求较高，人为的一些失误会导致高炉不 能够正常生产。高炉自身冶炼的特点决定了要稳定地完成高炉冶炼的生产过程，需要对高 炉的炉况准确、及时、全面的了解。在这种情况和需求下，随着人工智能的发展、检测手 段的多样化和对高炉反应机理认识的深入，基于高炉操作人员的经验知识，开发出了人工 智能高炉冶炼专家系统，为高炉稳定顺行提供了极大的便利。12高炉专家系统 高炉专家系统的研究从最初的一些简单静态分析发展到后来的全面预报控制。最初的静态模型判断单一功能，应用效果不是很好。随着科学技术的发展，