[发明专利]一种沉铁过程出口离子预测方法及其系统

权利要求书

1.一种沉铁过程出口离子预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取包含实际测试所得溶解氧浓度的过程数据及其对应单个沉铁反应器内的溶解氧浓度数据的有标签样本集，构建仅包含溶解氧浓度的过程数据的无标签样本集；

分析针铁矿法沉铁过程影响氧气溶解过程的因素，使用所述有标签样本集和无标签样本集，构建以所述过程数据为第一输入数据，以前后采样时刻之间溶解氧浓度的变化量为第一输出数据的溶解氧浓度变化量预测模型；

根据前后采样时刻溶解氧浓度守恒原理，通过所述溶解氧浓度变化量预测模型构建以溶解氧浓度变化量和溶解氧浓度为第二输入数据，以溶解氧浓度为第二输出数据的溶解氧浓度动态预测模型；

以单个沉铁反应器为基础，将溶解氧浓度动态预测模型与机理分析相结合，建立以反应器入口溶液中亚铁离子浓度、反应器入口溶液中三价铁离子浓度、反应器入口溶液中氢离子浓度、添加氧化锌的质量、氧化锌颗粒密度以及氧化锌颗粒半径为第三输入数据，以反应器出口溶液中亚铁离子浓度、反应器出口溶液中三价铁离子浓度、反应器出口溶液中氢离子浓度以及反应器出口溶液中氧浓度为第三输出数据的沉铁过程出口离子预测模型；

获取待预测的反应器中第三输入数据输入到所述沉铁过程出口离子预测模型中，使用粒子群算法和优化目标Ω求解出沉铁过程出口离子预测模型的最优解；

根据所述最优解所对应的反应器出口溶液中的三价铁离子浓度、反应器出口溶液中氢离子浓度以及反应器出口溶液中氧浓度来调节所述反应器的入口氧气浓度。

2.根据权利要求1所述的沉铁过程出口离子预测方法，其特征在于，所述过程数据包括反应器溶液中亚铁离子浓度、反应器溶液中三价铁离子浓度、反应器溶液中铜离子浓度、反应器溶液中锌离子浓度、反应器中溶液的流量、反应器中生成铁渣的质量、添加的氧化锌的质量以及通入反应器中的氧气流量。

3.根据权利要求1所述的沉铁过程出口离子预测方法，其特征在于，构建所述溶解氧浓度动态预测模型具体包括：

使用半监督加权概率偏最小回归的即时学习算法构建前后采样时刻间初步的溶解氧浓度变化量预测模型，确定所述初步的溶解氧浓度变化量预测模型的模型参数；

获取查询样本，并从所述有标签样本集中和无标签样本集中选择有标签样本和无标签样本构成所述查询样本的相似样本集，并分别使用所述有标签似然样本和无标签似然样本中的第一输入数据计算所述似然样本集中各个有标签似然样本的权值和各个无标签似然样本的权值；

使用各个有标签似然样本的权值和各个无标签似然样本的权值，构建包含所述有似然标签样本、所述无标签似然样本及其对应的隐变量的加权对数似然函数；

使用所述加权对数似然函数求解出优化的模型参数，并使用所述优化的模型参数估算出所述模型参数的隐变量后验分布；

将所述优化的模型参数和所述模型参数的隐变量后验分布代入到所述初步的溶解氧浓度变化量预测模型中得到所述溶解氧浓度变化量预测模型；

再根据前后采样时刻间溶解氧浓度变化的守恒关系，得到溶解氧浓度动态预测模型。