[发明专利]一种高炉上料系统的车制智能切换系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种高炉上料系统的车制智能切换系统和方法。 

背景技术

随着我国现代化进程的不断加快，对钢铁需求的数量与质量与日俱增。我国的钢铁生产工艺正向数字化的高新技术方向发展。作为整个钢铁生产中的重要环节，高炉炼铁工艺中的高新技术应用尤为重要，其技术指标对整个钢铁工艺流程有着直接和显著的影响。其中高炉上料系统为整个高炉的核心设备，负责原料的输送。对高炉上料系统采用合理优化与控制，成为现代钢铁工艺中的一个重要课题。 

高炉上料系统中车制智能切换方法是对东、西焦集中斗及东、西矿集中斗配料组合的最优选择。工程实际中是利用PLC自动控制可靠性高、灵活度和适用性强、功能完善的特点，实现高炉上料四车制和五车制的智能切换以及寻求料车的最优上料量，最终实现产量的最大化。 

目前，针对高炉上料系统车制调度系统的研究大多停留在固定车制的控制，即固定的四车制（两车焦和两车矿）或者更高车制的调度（徐桂岩,冯奕红.高炉上料小车自动控制系统.包钢科技,2009年11月第35卷增刊）。传统的基于固定车制的PLC控制方法控制步数单一，这使得高炉上料系统车制调度方式过于单一，料车上料量未达到最优值，使工业生产总量不能达到最优，且该固定的调度方式无法适应动态变化的上料任务。 

发明内容

本发明提供一种高炉上料系统的车制智能切换系统和方法，解决了现有技术中高炉上料系统车制调度方式单一、料车上料量不能最优、不能适应动态变化的上料任务的问题。 

本发明通过以下技术方案实现： 

一种高炉上料系统的车制智能切换系统，包括编码模块、初始种群生成模块、选择模块、交叉模块、变异模块、寻优模块； 

所述编码模块将高炉右集中斗配焦量a₁、高炉左集中斗配焦量a₂、高炉右集中斗配矿量b₁、高炉左集中斗配矿量b₂、车制x作为决策变量分别进行实数编码； 

所述初始种群生成模块将随机产生的决策变量代入目标函数 f1=xa1+a2+b1+b2]]>生成初始种群个体； 

所述选择模块根据适应度比例方法从初始种群个体中选择父代个体种群，所述适应度的计算函数为

所述交叉模块从选择模块选出的父代个体种群中随机选择两个父代个体，将选出的父代个体的决策变量进行交叉互换，多次随机选择得到子代个体种群； 

所述变异模块对子代个体种群的决策变量进行变异； 

所述寻优模块将变异模块得到的变异个体进行寻优操作并判断寻找到的最优个体是否满足约束条件，不满足条件的最优个体重新回到初始种群个体，满足条件的最优个体再计算其车制。 

在上述技术方案中，所述交叉模块采取算数交叉法进行交叉互换，遵循以下规律：第k个个体a_k和第l个个体a_l在第j位的决策变量进行交叉互换得到子代个体的方法为： 

a_kj=a_kj(1-b)+a_ljb 

a_lj=a_lj(1-b)+a_kjb 

其中，b是[0,1]之间的随机数。 

在上述技术方案中，所述变异模块中决策变量的变异遵循以下规律： 第i个个体的第j个决策变量a_ij进行变异的方法为：