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1.1　铜冶炼工业生产过程概述1

1.1.1 铜冶炼工业生产现状1

第1章　绪论1

1.1.2 铜的火法冶炼工艺流程3

1.1.3 铜精炼工艺过程4

1.1.4 阳极铜含杂质的危害性6

1.2　先进过程控制技术概述6

1.2.1　过程建模6

1.2.2 系统的鲁棒性7

1.2.3 控制策略与方法8

1.2.4　软测量技术8

1.2.5 过程优化8

1.3　工业过程优化建模研究现状9

1.3.1 基于机理建模的操作优化方法9

1.3.2 基于计算智能的操作优化方法10

1.4　智能控制在工业过程中的应用11

1.3.3 基于专家知识模型的操作优化方法11

1.5 研究意义13

参考文献13

第2章 转炉产粗铜成分时间序列混沌与分形识别17

2.1　混沌理论概述17

2.1.1 混沌学起源及发展18

2.1.2 混沌的定性和定量描述19

2.1.3 混沌理论在非线性时间序列预测中的应用与发展前景20

2.2　混沌分析原理与方法22

2.2.1 混沌吸引子分类22

2.2.2 混沌吸引子特征参数22

2.2.3 混沌特征参数之间的相互关系26

2.2.4 时间序列的相空间重构理论28

2.3　铜精炼阳极炉入炉粗铜成分时间序列的混沌分形研究29

2.3.1 铜精炼阳极炉入炉粗铜成分时间序列吸引子特征描述29

2.3.2 转炉产粗铜成分时间序列混沌分维诊断31

2.3.3 平均可预报时间估计33

参考文献34

第3章　铜精炼过程软测量建模及应用37

3.1　软测量技术概述37

3.1.1 软测量技术的基本方法38

3.1.2 软测量技术的应用及其前景展望39

3.2　基于混沌理论的铜精炼过程入炉粗铜成分软测量方法40

3.2.1 入炉粗铜成分混沌时间序列软测量模型40

3.2.2 软测量模型应用实例42

3.2.3 铜精炼炉入炉粗铜成分软测量模型43

3.3　基于机理分析与函数链神经网络相结合的高温铜液温度软测量方法43

3.3.1 基本假设44

3.3.2 保温过程铜液温度软测量模型44

3.3.3 氧化过程铜液温度软测量模型46

3.3.4 还原过程铜液温度软测量模型48

3.3.5 铜液温度在线软测量实现49

参考文献56

第4章 自适应变尺度混沌优化算法59

4.1　混沌理论在优化计算中的应用59

4.1.1 函数问题的混沌优化研究59

4.1.2 组合问题的混沌优化研究60

4.1.3 混沌优化方法展望61

4.2 自适应变尺度混沌优化算法62

4.2.1 混沌模型的选择62

4.2.2 自适应变尺度混沌优化算法63

4.2.3 自适应变尺度混沌优化算法收敛性66

4.3 自适应变尺度混沌优化算法的数值验证66

参考文献67

第5章　铜精炼过程燃料消耗混沌泛函优化器设计70

5.1　泛函分析原理与方法70

5.1.1 泛函与变分的基本概念71

5.1.2 泛函极值的必要条件——Euler方程72

5.1.3 铜精炼过程燃料消耗泛函极值问题73

5.2　保温过程重油消耗最优化数学模型74

5.2.1 保温过程炉膛内能量平衡方程74

5.2.2　保温过程重油消耗最优模型建立75

5.2.3　保温过程重油消耗最优模型仿真77

5.3　氧化过程重油消耗最优化数学模型79

5.3.1 氧化过程炉膛内能量平衡方程79

5.3.2 氧化过程重油消耗量最优模型建立80

5.3.3 氧化过程重油消耗最优模型仿真82

5.4　还原过程液化气消耗最优化数学模型84

5.4.1 还原过程炉膛内能量平衡方程84

5.4.2 燃烧用液化气消耗最优化模型建立85

5.4.3　还原用液化气流量确定87

5.4.4　还原过程液化气流量87

5.4.5 还原过程液化气消耗最优模型仿真87

5.5　铜精炼过程燃料消耗优化器89

参考文献90

第6章　铜精炼过程炉膛烟气温度动态模型92

6.1　保温过程炉膛烟气温度动态模型92

6.1.1　保温过程炉膛动态特性基础方程92

6.1.2　保温过程炉膛烟气温度动态模型建立93

6.1.3　保温过程烟气温度动态模型仿真94

6.2　氧化过程炉膛烟气温度动态模型95

6.2.1 氧化过程炉膛动态特性基础方程95

6.2.2 氧化过程炉膛烟气温度动态模型建立97

6.2.3 氧化过程烟气温度动态模型仿真98

6.3　还原过程炉膛烟气温度动态模型99

6.3.1 还原过程炉膛动态特性基础方程99

6.3.2　还原过程炉膛烟气温度动态模型建立101

6.3.3　还原过程烟气温度动态模型仿真102

6.4　铜精炼过程炉膛烟气温度动态模型时滞问题分析103

参考文献104

7.1.1 PID控制器的现状105

第7章　一阶加纯滞后过程单神经元PID控制器优化设计105

7.1 PID控制器设计方法概述105

7.1.2 PID控制器设计方法发展106

7.1.3 PID控制器设计中所存在的问题106

7.1.4 PID控制器设计应考虑的问题107

7.2　单神经元PID控制器107

7.2.1　传统PID控制算法107

7.2.2　单神经元PID控制算法108

7.3　时滞过程闭环控制系统稳定性判据109

7.3.1 预备知识109

7.3.2 时滞过程闭环控制系统稳定性判据证明110

7.4　单神经元PID控制器稳定性分析116

7.4.1 对象的描述116

7.4.2 一阶纯滞后对象闭环系统稳定的PID参数区域的确定117

7.5　一阶加纯滞后过程单神经元PID控制器参数优化123

7.5.1 单神经元PID控制器参数自适应变尺度混沌优化123

7.5.3　铜精炼过程烟气温度控制数值仿真124

7.5.2 专家调节比例增益系数124

参考文献126

第8章　铜精炼过程优化建模与智能控制的实现129

8.1　铜精炼过程优化建模与智能控制结构129

8.1.1 优化及操作计算模块129

8.1.2 铜精炼过程优化建模与智能控制系统数据接收及处理131

8.1.3 铜精炼过程优化建模与智能控制的实现132

8.2　铜精炼过程优化建模与智能控制工业应用实践135

8.2.1 节能效果135

8.2.2　环保效果136

8.2.3 阳极铜质量检验138

8.3　结论与建议138

8.3.1 结论138

8.3.2　建议140

参考文献140