一种烧结燃料配比在线判定方法

摘要

本发明提供一种烧结燃料配比在线判定方法，建立烧结燃料配比判定知识库，采用产生式规则表达方式和关联式多表联合存储，进行烧结机尾断面图像及参数采集与存储，对采集到的烧结机尾断面图像进行捕捉和提取；采用中值滤波和临界均值滤波方法对图像进行降噪处理，通过灰度图像利用阈值进行分割，采用上下边界点横向像素位置的平均值做差的绝对值来获得红火层厚度；采用基于产生式规则的专家系统，对参数进行命题激活、知识推理，判定出烧结燃料配比的大小。从而消除人工观察的弊端，解决配比模型不能实时判定烧结燃料配比大小的问题，实现烧结燃料配比的在线定量判定，其方法准确可靠，简单易行，可为燃料配比异常提供操作指导。

主权项

一种烧结燃料配比在线判定方法，其特征在于，具体方法和步骤为：(1)、烧结燃料配比判定知识库建立通过采用在数据库中存储知识，并且知识采用优化的产生式规则表达方式，即知识的不确定性采用规则强度和命题可信度来标识；可信度的计算方式为：规则强度：RF₀＝φ₀,0<φ₀≤1命题可信度：CF_N＝φ_N,0<φ_N≤1P_N为各个命题的权值，规则强度是规则本身前提推出结论成立的程度；命题可信度为一个规则中命题的可信程度；最终结论可信度是根据规则推理得出结论的可信程度；如果推出结论的可信度低于最低可信度，则该条结论不成立；其中，最低可信度是在创建规则时，根据经验给出的最低可信度取值；知识库中建立有参数表、状态表、命题类型表、命题表、规则表、规则细节表及活动命题表，知识库中知识的存储方式采用关联式多表联合存储；将知识分解为条件与结论，其中条件用IF标识，结论用THEN标识；并且，条件由命题的逻辑关系式“与”和“或”组成，在规则中分别用AND和OR表示；结论由命题组成，命题＝参数+状态；通过对工艺参数的正常值与异常值范围划分将状态分为略、中度、严重三个等级，且状态的阈值可以调整，以解决烧结工艺中工艺参数异常范围的变化；(2)、烧结机尾断面图像数据采集及其他工艺参数实时采集与存储通过固定在烧结机尾的图像采集设备，连续采集烧结机尾断面实时图像；同时，实时采集废气温度、主管负压、环冷卸矿风温、烧结终点位置以及FeO含量参数并进行数据存储；(3)、烧结机尾断面图像数据提取计算设备按图像采集设备的采样周期对采集到的烧结机尾断面实时图像进行捕捉和提取，然后对每一幅目标图像创建一个独立的分析线程，以进行进一步的分析处理；(4)、烧结机尾断面图像数据预处理对于提取到计算设备中的图像，首先进行转灰度处理，然后进行预处理，即采用中值滤波和临界均值滤波方法对图像进行降噪处理，避免烧结机尾断面图像中的噪声对红火层厚度的计算造成影响；对于烧结机尾断面图像出现纵向间歇性减弱的情况，采用临界均值法进行图像平滑；烧结机尾断面图像数据预处理灰度的计算方法为：如果Gray(i,j)<Gray(i‑1,j)并且Gray(i,j)<Gray(i+1,j)，那么Gray(i,j)＝(Gray(i‑1,j)+Gray(i+1,j))/2，否则Gray(i,j)灰度值不变；其中Gray(i,j)表示坐标(i,j)像素点的灰度；(5)、烧结机尾断面红火层厚度确定与数据存储红火层厚度的确定是通过灰度图像利用阈值进行分割，而阈值采用与烧结机尾断面图像平均灰度相关的自适应阈值，自适应阈值的系数是通过大量现场烧结机尾断面图像数据试验得到；红火层的厚度计算采用上下边界点横向像素位置的平均值做差的绝对值来获得；烧结机尾断面红火层厚度的计算方法是：T＝T₀/(1‑M/255)其中，T为图像分割阈值，M是图像的平均灰度，T₀为阈值系数，T₀随M的大小自适应调整，图像灰度的范围为0～255；$T_0=\left\{\begin{array}{cc}50& M\le 70\\ 25& M>70\end{array}\right.$对烧结机尾断面图像的第一列进行列扫描，根据计算所得的阈值T进行判断，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)‑Gray(i+1)|>T，则记录该点的坐标为Up(0)，为红火层上边界起始点，继续扫描，根据计算所得的阈值T进行判断，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)‑Gray(i+1)|>T，则记录该点的坐标为Down(0)，为红火层下边界起始点，按照此方法以横向像素位置作为循环变量在图像横向上循环进行列扫描，得到Up(1)直到Up(L‑1)，Down(1)直到Down(L‑1)，其中L为图像的横向长度；计算红火层上边界的位置取Up(0)到Up(L‑1)的平均值Local_Up为：Local_Up＝(Up(0)+Up(1)+……+Up(L‑1))/L计算红火层下边界的位置取Down(0)到Down(L‑1)的平均值Local_Down为：Local_Down＝(Down(0)+Down(1)+……+Down(L‑1))/L从而得到红火层的厚度值Red_Thickness为：Red_Thickness＝|Local_Up‑Local_Down|/H其中H为图像纵向高度；(6)、烧结燃料配比大小判定烧结燃料配比大小的判定是采用基于产生式规则的专家系统技术，通过计算得到的烧结机尾红火层厚度，实时采集得到的废气温度、主管负压、环冷卸矿风温、烧结终点位置以及FeO含量，进行命题激活、知识推理，从而判定出烧结燃料配比的大小。