基于优化算法的烧结法物料平衡计算研究

论文摘要

对于低品位矿石,烧结法是氧化铝生产的最主要方法,对烧结法工艺流程进行物料平衡计算的目的在于确定参与生产氧化铝的各个作业过程和整个生产流程的原材料的量,以及由此得出的成品、半成品及废弃物料的量,这些数据是优化烧结法生产氧化铝工艺的重要依据。本论文基于烧结法生产氧化铝的基本原理,根据质量守恒等守恒原则,提出了建立烧结法物料平衡计算模型的模块化方法,并以贵州铝厂三期烧结法生产氧化铝为例,建立了烧结法物料平衡模型。引入粒子群、单纯形和模拟退火三种智能优化算法,求解该数学模型的最优解,通过比较三类算法的计算结果,选出稳定度和计算效率都比较好的粒子群算法作为最终求解算法。通过分析参数的意义和设置规则,实现能够迅速找到最优解并不易于陷入局部最优解的改进算法。软件开发过程中引入了混合编程思想,根据MATLAB和Visual C++各自的特点,分别用于开发计算程序和用户界面,由Matcom实现其接口和数据传输,将这个计算软件开发为一个Windows应用程序,解决了计算精度和软件商业化之间的矛盾。开发过程中应用多线程技术完善软件的功能,方便技术人员使用。本软件实现了自动进行物料平衡计算,计算过程无需人工干预,计算结果分析证明了本课题设计的软件无论在计算速度还是在计算结果的精度上,都完全满足实际工程的设计需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.3 课题研究目的及意义
• 1.4 课题研究主要内容
• 2 烧结法工艺介绍
• 2.1 烧结法基本原理
• 2.2 烧结法基本流程及相关工艺
• 2.3 烧结法推广的意义
• 2.4 本章小结
• 3 烧结法工艺建模
• 3.1 烧结法工艺的局部建模
• 3.2 烧结法工艺的总体建模
• 3.3 本章小结
• 4 工艺模型的求解算法
• 4.1 模型优化求解
• 4.2 单纯形算法
• 4.3 模拟退火算法
• 4.4 粒子群算法
• 4.5 本章小结
• 5 软件设计关键技术问题
• 5.1 MATLAB 和VC＋＋混合编程思想
• 5.2 混合编程的软件开发方案比较
• 5.3 多线程的应用
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献