[发明专利]一种城市生活垃圾焚烧过程二次风量智能设定方法

权利要求书

1.一种城市生活垃圾焚烧过程二次风量智能设定方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)根据城市生活焚烧过程的历史数据建立设定案例库；将特征变量二次空气加热器出口温度(x₁)、一燃室烟气温度均值(x₂)、二燃室烟气温度均值(x₃)、锅炉出口主蒸汽流量(x₄)、和一次风量(x₅)和评价指标当时工况下二次风量实际值y经过归一化处理后表示成特征向量形式，形成n条源案例，存储于设定案例库中；记每条源案例为C_k，表示为如下形式：

C_k＝(x_k,y_k),k＝1,2,3,...,n (1)

其中，n为源案例总数；C_k为第k个源案例，x_k为第k个源案例归一化的特征变量输入；

y_k为对应归一化的二次风量实际值；x_k可表示为：

x_k＝(x_1,k,x_2,k,x_3,k,x_4,k,x_5,k) (2)

设当前工况归一化的特征变量输入为x_n+1，如下所示：

x_n+1＝(x_1,n+1,x_2,n+1,x_3,n+1,x_4,n+1,x_5,n+1) (3)

(2)参数初始化；令最大迭代次数MaxGeneration，权重上限wu，权重下限wl，布谷鸟算法中淘汰概率Pa；

(3)基于黑洞布谷鸟算法分配特征权重，整个算法实现分为三个阶段，第一阶段，选取适应度函数；第二阶段，采用CS算法优化特征权重，分为Levy飞行与以Pa概率淘汰特征权重两部分；第三阶段，加入BH算法继续优化特征权重；

第一阶段：选取适应度函数，将二次风量CBR设定模型的均方根误差(root meansquare error,RMSE)作为适应度函数，表示如下：

其中，y_k是第k个案例的二次风量真实值；是第k个案例的二次风量设定值；

第二阶段：Levy飞行与以Pa概率淘汰特征权重

a)Levy飞行是一种随机游走机制，基于Levy飞行的随机更新特征权重表示如下：

其中，Ω_i^(t)和Ω_i^(t+1)分别是第t代和第t+1代特征权重；N是种群空间特征权重组数；是步长因子；⊕是点乘；Levy(λ)是Levy飞行得到的随机数；和Levy(λ)的表示如下：

其中，是一个常数，值为0.01；Ω_best是当代最优特征权重；

Levy(λ)～μ＝t^-λ,(1λ≤3) (7)

其中，u,v是标准正态分布的随机数，即出现的几率满足正态分布，越靠近中间的数字几率越大，越出现在两边几率越小；β是区间(1,2)上的一个常数，通常取1.5；表示如下：

其中，Г是伽马函数；

b)以Pa概率随机产生特征权重

重新计算特征权重适应度，评估出最优特征权重，即如果Levy飞行后产生的特征权重的适应度更小，则用Levy飞行后的特征权重代替之前的特征权重，再根据概率Pa在权重种群空间检测出一组最差的特征权重，即产生一个随机数r，若rPa,代表当前特征权重差，将其淘汰并随机产生新的一组特征权重，反之不变，Pa常取值为0.5，此时特征权重更新方式表示如下：

i＝1,2,3,...,N

其中，Ω_j^(t)，Ω_k^(t)是第t代的两组随机的特征权重；N是种群空间特征权重组数；r是(0,1)区间均匀分布的随机数；

第三阶段：加入BH算法继续优化特征权重

将特征权重最优解作为黑洞，采用BH算法更新策略继续优化特征权重，此时特征权重更新表示如下：

其中，rand()是(0,1)区间均匀分布的随机数；Ω_BH是黑洞的位置；

定义黑洞的半径如下：

其中，f_BH为黑洞适应度值；f_i为第i组特征权重适应度值；

在迭代过程中，如果特征权重移动到黑洞半径r_BH之内，即特征权重与黑洞的距离d小于黑洞半径r_BH，特征权重将被黑洞吸收，同时，当一组特征权重被黑洞吸收而消失后，为了保证特征权重的数量不变，必须在权重种群空间随机生成一组新的特征权重，特征权重与黑洞的吸收机制表示如下：

其中，Ω_l^(t)是第t代的一组随机特征权重；Ω_s^(t)是第t代的另一组随机特征权重；rand()是(0,1)区间均匀分布的随机数；d是特征权重与黑洞的距离；r_BH是黑洞的半径；

BH-CS算法在CS算法的基础上加入BH算法继续优化特征权重，不断评估出当代权重种群空间中最优特征权重，直到满足最大迭代次数，获得全局最优特征权重；

(4)通过案例检索模型得到3个相似案例的解；计算当前工况归一化后特征变量的输入x_n+1与历史工况特征变量的输入x_k的相似度S_k，距离越小越相似，相似度越大，表示工况越相似，下式为计算目标案例x_n+1与源案例x_k的相似度S_k：

其中，ω_p是第p个特征变量的权重，x_p,k是历史工况第k个源案例第p个特征权重的输入；x_p,n+1是当前工况第p个特征权重的输入；

满足以下约束条件：

比较S_k的大小，检索出3个相似案例；

(5)通过案例重用求取K个相似案例解的平均值，从而得到目标案例解的设定值；

(6)将目标案例与设定值构成一条案例存储至设定数据库中，供下次优化设定求解；

(7)重复步骤(3)～步骤(6)，以实现城市生活垃圾焚烧过程二次风量的设定过程。