宝钢高炉炉温预报及炉热调剂指导模型开发研究程序设计规格书

附件3

宝钢高炉炉温预报及炉热调剂指导模型开发研究

程序设计规格书

宝钢股份公司炼铁厂

东北大学信息科学与工程学院

2003年10月

数据类定义说明

数据类名称功能

TMLayer定义网络各层所需的参数

数据类定义

变量函数（具体描述见后）

名称类型数据长度所属范围含义定义

nUnitIntPublic层的结点数VoidLayerlnit()

LastUnitsIntPublic前层结点数

EtaFloatPublic本层学习率

AlphaFloatPublic本层动量增益率

LastOutputFloat*Public本层前次输出

OutputFloat*Public本层本次输出

EITOFFloat*Public误差

WeightFloat**Public权值

WeightSaveFloat**Public上次学习的权值

dWeightFloat**Public权值增量

eWeight1Float**PublicTD累积权值增量（输出层）

eWeight2Float***PublicTD累积权值增量（隐层）

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数据类定义说明

数据类名称功能

TMStructure定义网络学习、预报所需参数与函数

数据类定义

变量函数（具体描述见后）

名称类型数据长度所属范围含义定义

LayerTMLayer**Private网络中的层VoidNewMemoryO

InputLayerTMLayer*Private输入层VoidNetStructParamInit()

OutputLayerTMLayer*Private输出层VoidNetParamInit()

EpsilogFloatPrivate遗忘因子VoidNetStructLayerInit(O

LambdaFloatPrivate累积因子VoidNetWeightInit()

GammaFloatPrivate折价因子FloatRandomEqualfloat(float,float)

GainFloatPrivateSigmoid函数的系数VodPropagateLayer(TMLayer*,TMLayer*)

NetEn,orFloatPrivateBP训练用总体误差VoidGetOutput(float*)

Max_TaErrorFloatPrivate网络BP训练最大总体误差VoidWrite_FiIe(int,bool)

Max_InErrorFloatPrivate网络BP训练最大个体误差VoidWrite_Weight_File(int)

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名称类型数据长度所属范围含义定义

Max_EpochFloatPrivate最大学习次数VoidWrite_Structure_File(int,bool)

In—ParaIntPrivate直接输入的高炉工艺参数个数VoidRead_File(int,bool)

In_RtnParaIntPrivate反馈硅值个数VoidRead_Struct(int,bool)

Step_CountIntPrivate正在预报的步数VoidRead_Weight(int,booI)

Pre_StepsNtPrivate预报提前的步数VoidDelete_struc()

NParamIntPrivate采样参数个数VoidDelete_NewMemory()

Lag_AdjustIntPrivate工艺参数步数调整量VoidTD_TrainPredict()

NLayerIntPrivate网络层数VoidTD_Training()

UnitIntPrivate网络各层结点个数向量VoidTD_Stove_Training(int)_

Err_PlotIntPrivate误差文件生成标志VoidTraining_New_Stove(int,int)

Train_FlagIntPrivate网络训练标志VoidTraining_Reverse_Stove(int,int)

SiStove-CountIntPrivate硅数据的炉数VoidTraining_Last_Stove(int)

PTStove_CountIntPrivate铁水温度数据的炉数VoidJudge_Train()

Stove_TotalIntPrivate总的炉数VoidProtractCurve()

FirstStartIntPrivate第一次启动标志VoidTD_Learn()

FirstTrainFlagBoolPrivate第一次训练标志VoidTD_PredictInit()

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名称类型数据长度所属范围含义定义

Input_ParaFloat*Private高炉工艺参数输入向量VoidTD_SetInput(int,nt,int,int)

Input_RtnFloat*Private输入向量反馈硅向量VoidCompute_TD_Error(float,bool)

TD_ParaFloat**Private一炉中的输入参数矩阵VoidBackprogate_TD_Layer(int,float*)

TD_RtnParaFloat**Private一炉中的输入反馈参数矩阵VoidTD_Backpropage(float*)

TD_TimeParaInt**Private一炉中的输入参数时间矩阵VoidDateCompute(int*,int)

TD_OutputFloat*Private网络输出向量VoidJudge_YearMonDay(int*,int*)

CurrentDirChar求Private当前目录VoidTD_Sidatld(float,float*,int)

In_BufFloat***Private工艺参数缓冲区VoidLayerParamInit()

Rtn_BufFloat***Private反馈硅缓冲区linttimeminus(int&,int&,int&,int&)

Train_ResultFloat*PrivateSi训练值IntAllDayDataComputeQ

PT_PreValueFloatPrivatePT预报值VoidCompute_AOA1();

Si_NowFloatPrivate当前硅值VoidSiDataProcess();

Si_PredictFloatPrivate预报硅值IntJudge_trainNew()

Ave_UtFloat*Private输入向量均值IntAscendORDescend(int,int)

Cov_UtFloat*Private输入向量方差FloatTC_Predict(bool)

Ave_SiFloatPrivate硅均值FloatComute_Si_Ave(int)

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名称类型数据长度所属范围含义定义

Cov_SiFloatPrivate硅方差Inttotal_acc(int)

nSi_ProDataFloat**Private插值的硅值Intfirstpred_bf()

AOFloatPrivatePT预报系数IntBP_Rumelhart(char*,intint)

AlFloatPrivatePT预报系数VodSave_Weight()

train_ctIntPrivate计数炉数VoidRestore_Weight()

My_StoveIntPrivate计数炉数IntIntro_spective(int,int,int,float,float*)

nSiFloat**Public网络一炉中的插值向量FloatTrain_BP_Net(int,int,int,float*,int)

Si_RewardFlagBool**Public加强信号标志FloatBP_SimulateNet(int„int,int)

Stove_FlagIntPublic炉信号标志VoidBP_ComputeOutputError(int)

Input_Para_

Float*Public作为输入的高炉参数个数VoidBP_BackpropagateLayer(TMLayer*,TMLayer*)

Matr

InParaTimesInt*Public输入参数响应时间VoidBP_BackpropagateNet()

Stove_StepsInt*Public网络一炉的输入步数VoidBP_AdjustWeights()

Si_ValueFloat*Public硅预报值VoidData_Location(int,int)

PT_ValueFloat*PublicPT预报值VoidMoveData(int)

TC_ValueFloat*PublicTC预报值FloatPT_Predict(float)

PT_SiFloat**Public铁水温度硅值缓冲区VoidBP_Train_Init(char*,int,int)

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名称类型数据长度所属范围含义定义

EhourInt*Public时VoidBP_StoveDataRead(char*,int,int)

VoidBP_ReadDataLines(FILE*,int,float**,bool,int

EminInnt*Public分

*)

Lag_StepsInt*Public滞后步数VoidBP_DateCompute(int*,int**)

ParamCheckedBool*Public参数选取标志VoidBP_SetInput(int,int,int)

Training_NumIntPublic训练样本个数VoidSidatld(float,float*,float*)

Inputl_tempFloat**PublicBP训练输入参数VoidSidatld2(int,int,float,float*,float*)

Input2_tempFloat**PublicBP训练输入参数Floatsi_std(float,float*,float*cov,float)

Target_tempFloat**PublicBP训练目标值BoolBP_Train_Network(char*,int)

BPSiFloat东PublicBP炉硅平均值VoidBP_Model_Test(char)

Nsteps_tempInt*Public炉的步数VoidBP_Delete_Memory(inySteps_Num)

VoidBP_Model_Trianing(char*,int,bool,int,int)

Predict(charint,int,int,bool)

TD_PredictTimer()

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函数功能说明

功能函数名称

分配地址空间，结构初始化

VoidPredict(char*Directory,intMon,intFlag,intNetFlag)

所属类名调用范围

TMStructurePublic

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

DirectoryChar*I文件目录

MonIntI月份

FlagIntI网络数据变更标志

说明NetFlagintI网络参数初始化标志

调用函数为：

NewMemoryO;

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

为TMStructure类的指针分配地址空间

VoidNewMemory(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

TD启动方式判断,并对模型初始化

VoidTD_PredictTimer(void)

所属类名调用范围

TMStructurePublic

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

调用如下函数：

TD_Predict_Init();

TD_TrainPredict();

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

对TD神经元网络的结构于参数进行初始化

VoidNetStructParamlnit(void)

所属类名调用范围

TMStructurePraviate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

调用如下参数进行网络结构与参数初始化

Netparamlnit()

NetStructLayerInit()

LayerParamInit()

NetWeightInit()

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

对网络及学习所需参数进行初始化设置

VoidNetParamlnit(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

主要设置网络的层数、输入工艺参数的个数、

输入反馈值个数、各层的节点个数、各个工艺参数的

滞后步数、网络学习所需的遗忘因子、衰减系数、折

价因子、BP学习的最大次数、最大整体误差、最大个

体误差、输入参数的均值与方差等。

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

设置网络各层的学习率、动量增益率与阈值

VoidLayerParamlnit(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

说明日期设计审核确认项目名称：高炉炉热状态预报及炉热调剂指导模型开发研究

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函数功能说明

功能函数名称

对网络的各层的结构参数分配地址空间

VoidNetStructLayerlnit(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

设定各层的权值、累积权增益值等分配地址

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

对网络各层权值进行初始化

VoidNetWeightlnit(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

网络各层权值初始值为。5~0.5

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

获得-0.5飞.5的随机浮点数

FloatRandomEqualfloat(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

float随机数

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函数功能说明

功能函数名称

释放网络参数地址空间

VoidDeleteMemory(void)

所属类名调用范围

TMStrucurePublic

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

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函数功能说明

功能函数名称

释放各层权值、累积增益权值等参数地址空间

VoidDelete_Struc(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

说明日期设计审核确认项目名称：高炉炉热状态预报及炉热调剂指导模型开发研究

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函数功能说明

功能函数名称

释放网络其它参数所需地址空间

VoidDelete_NewMemory(void)

所属类名调用范围

TMStructurePrivate

函数参数

参数名称参数类型输入/输出参数意义描述

说明

函数返回值

返回值类型返回值意义描述

说明日期设计审核确认项目名称：高炉炉热状态预报及炉热调剂指导模型开发研究

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