基于BP神经网络的高炉熔渣黏度预测
2012-01-29成日金,倪红卫,李先旺等
武汉科技大学学报 2012年6期
关键词:模型
高炉渣黏度对高炉的操作、排渣及显热回收操作有很大影响[1-2],如高炉渣黏度过大、流动性差、被迫采用高炉温操作等,极大地影响了高炉技术经济指标[3-4]。高炉渣温度、化学成分与它的黏度特性有直接的关系,但由于高炉渣的化学成分之间存在着复杂的化学反应,故利用单一的经验方程式很难准确地模拟出温度、成分与黏度之间的关系,回归出的方程式使用范围较窄、泛化性不强,且因为高炉熔渣的化学成分、温度与它的黏度之间存在复杂的非线性关系,要建立适合范围广、精确度高的通用公式难度较大。采用人工神经网络(ANN)对渣的性能进行预测,网络收敛速度快、预测精度高,明显地优于传统的统计回归法[5-6]。为此,本文建立一种BP神经网络模型来预测多元组分CaO-SiO2-Al2O3-MgO系高炉熔渣的黏度,并对其测量值进行实验验证,以期更好地模拟在各种不确定因素影响下因果变量之间的内在关系。
1 模型的建立
1.1 模型设计
1.1.1 网络神经元个数及隐含层数的确定
因高炉渣黏度受温度、成分及碱度的影响较大,故本模型选取温度、CaO、SiO2、MgO、Al2O3和碱度为参数。输入矢量为6×2维的矩阵,输入层神经元个数为6,代表输入的高炉渣温度、CaO、SiO2、MgO、Al2O3含量和碱度值;输出层神经元个数为1,代表输出的黏度值。根据试凑法不断改进后发现,尽管隐含层神经元个数增多,但单隐层神经网络收敛速度仍然较慢;然而,可通过增加隐含层数量来改善它的收敛速度[5],故选取了2层隐层。隐层神经元数据的确定较为复杂,可采用自适应的方法来确定。……
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