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文档简介
11基于最小二乘法的分解炉出口温度预测模型摘要:基于最小二乘算法,利用MATLAB进行了水泥分解炉出口温度预测模型的建立与验证。仿真研究结果验证了其有效性和可行性,模型预测效果达到要求.该研究工作可为进一步研究分解炉的控制算法奠定一定的基础。最小二乘法是一种应用及其广泛的数学方法。本文主要讲述了最小二乘估计在预测模型中的应用。
水泥工业是我国的基础工业,在我国国民经济中占有极为重要的地位.水泥生产经历了从立窑、干法中空窑、干法余热发电窑、湿法窑、立波尔窑、预热器窑到窑外分解窑的发展过程.以窑外分解煅烧技术为代表的新型干法工艺,已成为当今世界水泥工业的主导技术,也是我国水泥工业的发展方向,其生产过程是一个复杂的物理化学反应过程,具有大惯性、纯滞后、非线性等特点,系统的工况复杂多变.在整个熟料生产过程中,最重要的环节之一是对分解炉出口温度进行控制.能否把分解炉出口温度控制在工况要求的850~890之内,对整条水泥生产线的稳定生产和节能具有重大影响.为了研究分解炉的控制算法,首先需要获取其数学模型.为此本文根据熟料生产过程中的台时数据,首先采用系统辨识法来建立分解炉出口温度预测模型,再利用Matlab进行其控制算法的仿真研究【1】。一、分解炉建模影响分解炉温度的因素很多,根据对生产工艺和台时数据的分析以及现场操作人员经验的总结,可以归纳出分解炉出口温度主要影响因素有:3次风温、喂煤量、生料量。将分解炉出口温度y(k)作为模型的输出,3次风温度u1(k)、喂煤量u2(k)、生料量u3(k)作为模型的输入,考虑到前一时刻分解炉的出口温度对系统的影响,把它也作为输入考虑,因此所要建的模型结构为MISO,其结构如图1所示:y(k-1)y(k-1)u1(k)u2(k)u3(k)分解炉模型y(k)图1水泥分解炉的结构模型图最小二乘法是一种以误差平方和最小为准则,来最佳拟合出符合实验数据的最优参数估计的方法.最小二乘法是系统辨识建模、自校正控制中应用最广的算法之一,故本论文的建模主要采用最小二乘法法.则分解炉出口温度的模型如式(1)所示:y(k)=ay(k-1)+b1u1(k)+b2u2(k)+b3u3(k)(1)式中,{a,b1,b2,b3}为一组未知的待定参数,进行N次采样,获取N组观测样本,则可得到N组线性方程,将其写成矩阵形式为y=A*B其中y=,A=,B=求取矩阵B也就是求方程A*B=y的解,但很多时候方程组A*B=y是无解的,则对任意B都有。此时我们希望找出这样的向量,它使最小,即:=min则称为矛盾方程组的最小二乘解【2】。下面对方程组进行变换以求得其最小二乘解:称方程为方程的法方程;法方程两边同时左乘以可得:上式即为所求最小二乘解。二、分解炉预测模型参数获取本文所收集的水泥厂水泥生产线的台账数据共1836组,选取其中的前200组作为建模样本.为了验证模型的可行性,任意取剩下的50组数据作为校验样本.在MATLAB平台下,基于建模样本,运用最小二乘参数估计得出水泥分解炉出口温度的模型参数如图2所示:图2水泥分解炉出口温度的模型参数由图可知,水泥分解炉出口温度的数学模型为:1(k)-0.6589u23(k)(2)三、基于MATLAB的分解炉预测模型验证在MATLAB中读取后50组真实数据和通过预测模型预测出的预测数据进行比较,验证程序如图3所示:图3分解炉预测模型验证程序通过验证程序后得到入图4所示的对比曲线:图4分解炉预测模型验证结果由图4可以看出:模型的预测值与实际台账值有较好的吻合,说明该数学模型能较好地反映分解炉的实际情况,可以利用该模型对分解炉出口温度进行预测与控制算法仿真研究。
四、结论本文采用最小二乘算法进行建模,应用到了二范数理论以及求矩阵的转置、逆等矩阵论相关知识,利用MATLAB软件平台建立水泥分解炉出口温度预测模型,最后在MATLAB平台上进行实验验证,实验效果很好,证明了这种方法的可行性。
参考文献[1]王勇,张兴吾等.基于虚拟仪器的水泥分解炉出口温度预测模型建立[J].云南大学学报(自然科学版),2021,31(S2):146-149.[2]徐仲,张凯院等.矩阵论简明教程[M].科学出版社,2021:83-84.
论大学生写作能力写作能力是对自己所积累的信息进行选择、提取、加工、改造并将之形成为书面文字的能力。积累是写作的基础,积累越厚实,写作就越有基础,文章就能根深叶茂开奇葩。没有积累,胸无点墨,怎么也不会写出作文来的。写作能力是每个大学生必须具备的能力。从目前高校整体情况上看,大学生的写作能力较为欠缺。一、大学生应用文写作能力的定义那么,大学生的写作能力究竟是指什么呢?叶圣陶先生曾经说过,“大学毕业生不一定能写小说诗歌,但是一定要写工作和生活中实用的文章,而且非写得既通顺又扎实不可。”对于大学生的写作能力应包含什么,可能有多种理解,但从叶圣陶先生的谈话中,我认为:大学生写作能力应包括应用写作能力和文学写作能力,而前者是必须的,后者是“不一定”要具备,能具备则更好。众所周知,对于大学生来说,是要写毕业论文的,我认为写作论文的能力可以包含在应用写作能力之中。大学生写作能力的体现,也往往是在撰写毕业论文中集中体现出来的。本科毕业论文无论是对于学生个人还是对于院系和学校来说,都是十分重要的。如何提高本科毕业论文的质量和水平,就成为教育行政部门和高校都很重视的一个重要课题。如何提高大学生的写作能力的问题必须得到社会的广泛关注,并且提出对策去实施解决。二、造成大学生应用文写作困境的原因:(一)大学写作课开设结构不合理。就目前中国多数高校的学科设置来看,除了中文专业会系统开设写作的系列课程外,其他专业的学生都只开设了普及性的《大学语文》课。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务,而我们的课程设置仅把这一任务交给了大学语文教师,可大学语文教师既要在有限课时时间内普及相关经典名著知识,又要适度提高学生的鉴赏能力,且要教会学生写作规律并提高写作能力,任务之重实难完成。(二)对实用写作的普遍性不重视。“大学语文”教育已经被严重地“边缘化”。目前对中国语文的态度淡漠,而是呈现出全民学英语的大好势头。中小学如此,大学更是如此。对我们的母语中国语文,在大学反而被漠视,没有相关的课程的设置,没有系统的学习实践训练。这其实是国人的一种偏见。应用写作有它自身的规律和方法。一个人学问很大,会写小说、诗歌、戏剧等,但如果不晓得应用文写作的特点和方法,他就写不好应用文。(三)部分大学生学习态度不端正。很多非中文专业的大学生对写作的学习和训练都只是集中在《大学语文》这一门课上,大部分学生只愿意被动地接受大学语文老师所讲授的文学经典故事,而对于需要学生动手动脑去写的作文,却是尽可能应付差事,这样势必不能让大学生的写作水平有所提高。(四)教师的实践性教学不强。学生写作能力的提高是一项艰巨复杂的任务,但在教学中有不少教师过多注重理论知识,实践性教学环节却往往被忽视。理论讲了一大堆,但是实践却几乎没有,训练也少得可怜。阅读与写作都需要很强的实践操作,学习理论固然必不可少,但是阅读方法和写作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因,我们的大学生的写作水平着实令人堪忧,那么如何走出这一困境,笔者提出一些建议,希望能对大学生写作水平的提高有所帮助。三、提高大学生应用写作能力的对策(一)把《应用写作》课设置为大学生的必修课。在中国的每一所大学,《应用写作》应该成为大学生的必修课。因为在这个被某些人形容为实用主义、功利主义甚嚣尘上的时代,也是个人生存竞争最激烈的时代,人们比任何时代都更需要学会写作实用性的文章,比如职场竞争中的求职信,生活中的财经文书、法律文书等,以提高个人的生存竞争能力。(二)端正大学生的学习态度。首先,要让大学生充分认识到实用写作课的重要性,这门课关乎到他人生的每一个方面,诸如就职,求爱,理财,人际交往等,是他终生都需要使用的一些基础性的知识,也是他必备的一项生存技能。其次,实用写作有它自身的规律和方法。它不是你想怎样写都行的,它有严格的格式性的要求,所以需要系统的研究学习。最后,实用写作课的实践性非常强,所以学生们不能只学不练,并且要克服手懒的坏习惯,勤学勤练,为今后的工作生活打好基础。(三)注重实践课的训练。要提高大学生的实用写作能力,那么实践写作环节是必不可少的。要想使学员真正具备实用写作能力,必须重视实用写作训练,力求使理论讲授与写作训练互相紧扣进行。教师在授课过程中,应该把理论教学的部分适当压缩,把更多的时间用来实践训练。在训练之前,可以通过对优秀案例的精讲分析,让学生掌握基本的写作规律,然后趁热打铁,让学生立即开始写作训练,最后通过大家互评,教师点评的方式,起到举一反三的作用,让学生知道应该如何写,还要写出来,并且知道写得怎么样。此外,在教学上,教师也可以与学生一起探讨如何学习,如《实用写作》这门课程,如何上,怎样上,都可以让学生参与进来,让学生编制一些案例,在课堂上与大家分享,一起讨论。这样,一方面调动大家的学习热情,另一方面,又提高他们综合分析能力。学生只有在实践中才能真正掌握和把握实用写作的技巧和方法。(四)大学写作教师要加强自身能力的提高。要提高大学生的实用写作能力,那么作为教练员的大学写作教师就应该具备更高的实用写作能力。大学写作教师不仅要有深厚的文学功底和理论研习能力,还要对实用文的各种文体都能写作自如,此外还要懂得如何把自己的经验传授给学生,让学生学以致用
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