計(jì)算機(jī)在鋼鐵冶金中的應(yīng)用

1、第 1 頁(yè)Designed by Arvin計(jì)算機(jī)在鋼鐵冶金中的應(yīng)用課程設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵礦石取樣中的應(yīng)用礦物1204班 向平第 2 頁(yè)01 什么是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)02 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用03 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品味確認(rèn)中的應(yīng)用Contents Page目錄頁(yè)第 * 頁(yè)第 3 頁(yè)Transition Page過(guò)渡頁(yè)第 * 頁(yè)01 產(chǎn)生鐵礦石品味差異的原因02 傳統(tǒng)鐵礦石品味波動(dòng)確認(rèn)方法03 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品味確認(rèn)中的應(yīng)用第 4 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artifical neural networks ,ANN）是由大量的，簡(jiǎn)單的處理單元（神經(jīng)元）廣泛互相連接而成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它反映了人腦功能的許多

2、特征。具體應(yīng)用區(qū)域就是：（1）模式識(shí)別和圖像處理（2）控制和優(yōu)化（3）預(yù)報(bào)和職能信息管理 （4）通信 （5）空間科學(xué) （6）軍事科學(xué)1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念第一節(jié) 什么是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 5 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)【圖】人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖生物神經(jīng)元模型神經(jīng)元模型神經(jīng)元模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念第一節(jié) 什么是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 6 頁(yè)Transition Page過(guò)渡頁(yè)第 * 頁(yè)01 產(chǎn)生鐵礦石品味差異的原因02 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用03 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品味確認(rèn)中的應(yīng)用第 7 頁(yè)第二節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵礦取樣品位波動(dòng)中的應(yīng)用2.1 在礦產(chǎn)冶金領(lǐng)域應(yīng)用廣泛礦產(chǎn)冶金工藝優(yōu)化模型預(yù)報(bào)故障分析相統(tǒng)計(jì)分析

3、課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 8 頁(yè)第二節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵礦取樣品位波動(dòng)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立數(shù)學(xué)模型來(lái)判斷鐵礦的品位波動(dòng)，可以將原本需要大量人力勞力輔助的鐵礦石品質(zhì)波動(dòng)評(píng)定，成為只需要計(jì)算機(jī)運(yùn)算的模擬處理，使品位波動(dòng)評(píng)估大大簡(jiǎn)化。那么，減輕工作負(fù)擔(dān)，規(guī)范鐵礦石取樣秩序，大大降低實(shí)驗(yàn)成本，同時(shí)可以為ISO標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供依據(jù)。課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的優(yōu)點(diǎn)第 9 頁(yè)品位差異具有以下方面的原因：1、對(duì)出采的鐵礦石未進(jìn)行混料加工。2、不同品位的礦點(diǎn)產(chǎn)地鐵礦石混裝。3、粉塊差異大的鐵礦石。4、生產(chǎn)時(shí)破碎不當(dāng)。2.3 產(chǎn)生鐵礦石品位差異的原因第二節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵礦取樣品位波

4、動(dòng)中的應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 10 頁(yè)如果所取樣品用于確定一個(gè)以上的品質(zhì)特性時(shí)，則應(yīng)選擇這些特性中品質(zhì)波動(dòng)大的類(lèi)別?！痹u(píng)定品質(zhì)波動(dòng)的取樣可以和測(cè)定交貨批的日常取樣相結(jié)合。A AB采用交替副樣評(píng)定品質(zhì)波動(dòng)。采用變量法評(píng)定品質(zhì)波動(dòng)。第二節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鐵礦取樣品位波動(dòng)中的應(yīng)用2.4 傳統(tǒng)鐵礦石品味波動(dòng)的確認(rèn)方法課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 11 頁(yè)Transition Page過(guò)渡頁(yè)第 * 頁(yè)01 產(chǎn)生鐵礦石品味差異的原因02 傳統(tǒng)鐵礦石品味波動(dòng)確認(rèn)方法03 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品味確認(rèn)中的應(yīng)用第 12 頁(yè)將鐵礦石的相關(guān)品質(zhì)特征信息輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代運(yùn)算，如粒度、水分、成分分析檢測(cè)結(jié)

5、果，產(chǎn)地、品種、礦山、加工工藝、船舶運(yùn)輸以及其他相關(guān)的鐵礦石商品信息，目的是利用“輸入目標(biāo)”樣品矢量數(shù)據(jù)對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，最終達(dá)到能自動(dòng)確認(rèn)未知鐵礦石交貨批品位的波動(dòng)情況的效果。第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.1 基本原理及介紹課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 13 頁(yè)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.1 基本原理及介紹課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 14 頁(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表格內(nèi)部分字段采用SQL(structured query language)查詢“SELECT”a 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)檔案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表及表內(nèi)字段包括：人員、國(guó)內(nèi)外客戶名錄、國(guó)家、原產(chǎn)地、船舶、裝運(yùn)港、品名、編碼、商品品名

6、（每種品名可對(duì)應(yīng)粉、塊、球三個(gè)品種 ）、名稱、品種。b 數(shù)據(jù)庫(kù)商品數(shù)據(jù)檔案1）報(bào)驗(yàn)單2）品質(zhì)結(jié)果3）品質(zhì)項(xiàng)目提取后的查詢結(jié)果可以轉(zhuǎn)換成Excel文件，經(jīng)過(guò)處理后，如數(shù)據(jù)歸類(lèi)、數(shù)據(jù)歸一化等，在Mattlab轉(zhuǎn)換成mat文件保存于Mattlab的work文件夾中，以備程序調(diào)用。課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.2 學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、測(cè)試數(shù)據(jù)的提取A）Acess數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)提取 第 15 頁(yè)3.2 學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、測(cè)試數(shù)據(jù)的提取B）SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)提取 0101簡(jiǎn)單查詢0202聯(lián)合查詢0303連接查詢0404導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 神

7、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第 16 頁(yè)包含通用性檢務(wù)信息選擇需要查詢字段，設(shè)定需要的查詢的條件，查詢的條件可以追加，所得查詢結(jié)果以TXT形式導(dǎo)出，并轉(zhuǎn)換成Excel形式后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，再次轉(zhuǎn)換為Matlab可識(shí)別文件保存?zhèn)溆?。CIQ2000采用的數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，由于專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，因此數(shù)據(jù)的提取還是建議采用CIQ2000 開(kāi)發(fā)的查詢統(tǒng)計(jì)模塊。課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.2 學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、測(cè)試數(shù)據(jù)的提取C）CIQ20 中的數(shù)據(jù)提取 第 17 頁(yè)首先，選擇某一時(shí)間段來(lái)自不同產(chǎn)地的50個(gè)交貨批礦石粉礦，選其全鐵、磷、硫的合同值、國(guó)外檢驗(yàn)值和口岸機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)值，得50組狀態(tài)樣本

8、值，其中包括品位波動(dòng)為大、中、小的數(shù)據(jù)。（見(jiàn)右側(cè)表格）課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)第 18 頁(yè)為簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將大、中、小分別以（0,0,1）、（0,1,0）、(1,0,0)表示。根據(jù)Kolmogorov定理，采用N2N+1M的3層BP 網(wǎng)，這里輸入的特征向量的分量數(shù)N=9,即輸入層為9神經(jīng)元，輸出狀態(tài)類(lèi)別總數(shù)M=3，即輸出神經(jīng)元為3神經(jīng)元，中間為19個(gè)神經(jīng)元。課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)第 19 頁(yè)加快訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的收斂性歸一化方法歸一化方法主要有如下幾種：（1）線性函數(shù)轉(zhuǎn)換(2)對(duì)數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換

9、(3)反余切函數(shù)轉(zhuǎn)換y=(x-MinValue)/(MaxValue-MinValue)y=lg(x)y=atan(x)*2/PI課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.2 數(shù)據(jù)歸一化第 20 頁(yè)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.3 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練第 21 頁(yè)設(shè)P_test 為網(wǎng)絡(luò)測(cè)試輸入向量，測(cè)試模擬的句法為：Y=sim（net,P_test）則輸出的結(jié)果為：Y= 1.0000 -0.9875 -0.0469 0.0075 1.0000 -0.0178 0.0003 -0.0002 0.9997網(wǎng)絡(luò)測(cè)試測(cè)試數(shù)據(jù)：

10、2課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.4 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試第 22 頁(yè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入菜單界面圖網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建圖創(chuàng)建的BP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的參數(shù)設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱界面課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.5 GUI方式第 23 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.5 GUI方式數(shù)據(jù)導(dǎo)入菜單界面圖第 24 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.5 GUI方式網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建圖第 25 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.5 GUI方式創(chuàng)建的BP網(wǎng)絡(luò)第 26 頁(yè)課程設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第三節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在品位確認(rèn)中的應(yīng)用3.3.5 GUI方式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱界