[发明专利]一种用于烧结矿性能指标预测及综合质量评价方法

权利要求书

1.一种用于烧结矿性能指标预测及综合质量评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)确定用于烧结矿综合质量评价的所有性能指标，根据灰色关联度法确定每个性能指标对应的重要影响参数；

(2)对每个性能指标分别建立两个独立的预测模型，所述的预测模型用于对各个性能指标值进行预测；

(3)对于每个性能指标，基于信息熵的方法确定两个独立的预测模型得出的预测值的权重，进而得到综合两个预测模型的烧结矿的各个性能指标的预测值；

(4)对得到的综合两个预测模型的烧结矿的各个性能指标的预测值进行综合评价得到烧结矿的质量等级；

所述的两个独立的预测模型包括灰色预测模型和BP神经网络预测模型，所述的灰色预测模型为基于时间序列的预测模型，所述的BP神经网络预测模型输入为相应的性能指标对应的重要影响参数，BP神经网络预测模型输出为对应的性能指标预测值；

灰色预测模型建立方法为：

(201)获取待建立灰色预测模型的性能指标的历史数据构成原始序列X⁽⁰⁾：

X⁽⁰⁾＝(x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...x⁽⁰⁾(n))，

该序列中的元素记作x⁽⁰⁾(t)，x⁽⁰⁾(t)表示t时刻待建立灰色预测模型的性能指标的指标值，t为采样时刻，t＝1,2......n；

(202)对原始序列X⁽⁰⁾进行一次累加生成，得到累加生成序列X⁽¹⁾：

X⁽¹⁾＝(x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),...x⁽¹⁾(n))，

其中，

(203)对累加生成后序列X⁽¹⁾建立对应的白化微分方程：

x⁽¹⁾(1)＝x⁽⁰⁾(1)，

其中，a、b为灰色预测模型参数；

(204)对白化微分方程求解得到：

(205)将步骤(204)中的解进行离散化，得到累加生成序列的离散预测值：

t＝0,1,2......n；

(206)采用最小二乘估计求得参数a的估计值及参数b的估计值

(207)采用步骤(205)中公式求取待建立灰色预测模型的性能指标一次累加序列预测值然后将进行一次累减还原得到原始序列X⁽⁰⁾的预测式为：

t＝0,1,2......n，所述的原始序列X⁽⁰⁾的预测式即为待建立灰色预测模型的性能指标所对应的基于时间序列的灰色预测模型；

BP神经网络预测模型采用3层BP神经网络，每个神经网络包括输入层、隐含层和输出层，输入层神经元为步骤(1)确定的性能指标的重要影响参数，输出层神经元为待预测的性能指标的指标值，隐含层神经单元转移函数采用对数S型函数；

步骤(3)具体为：

(301)计算待分配权重的性能指标采用第m个独立预测模型得到的预测值中采样时刻为k时的预测相对误差的比重p_mk：

其中，e_mk为采用第m个独立预测模型得到的预测值中采样时刻为k时的预测相对误差；

(302)计算第m个独立预测模型预测相对误差的熵值：

(303)计算第m个独立预测模型预测相对误差的变异程度系数d_m：

d_m＝1-E_m,m＝1,2；

(304)计算第m个独立预测模型预测值的权重ω_m：

进而对于该分配好权重的性能指标的烧结矿k时刻性能指标综合预测值为

其中，为相应的性能指标采用第m个独立预测模型得到的采样时刻为k时的预测值；

步骤(4)具体为：

(401)确定第j个烧结矿质量等级的经典域R_j和节阈物元矩阵R_p：

M_j表示所划分的第j个烧结矿质量等级，c_k表示第j个质量等级条件下第k个性能指标，x_jk为M_j关于性能指标c_k所取得的取值范围，即第j个烧结矿质量等级的取值区间，a_jk、b_jk分别为该取值区间的上限和下限，j＝1,2......J，J为烧结矿质量等级总个数，P表示烧结矿质量等级的全体，C_k表示第k个性能指标，x_pk为P关于C_k的取值范围，a_pk、b_pk分别为x_pk的上限和下限，k＝1,2......K，K为性能指标总个数；

(402)根据步骤(3)得到的性能指标预测值确定待评价的烧结矿的评价矩阵R₀：

其中，P₀为待评价的烧结矿的质量等级，C_k表示第k个性能指标，x_k表示第k个性能指标预测值，k＝1,2......K，K为性能指标总个数；

(403)分别对R_j和R₀进行归一化处理得到R'_j和R'₀：

(404)确定待评价的烧结矿的第k个性能指标的权重ω_k(X)：

其中，d_kmax＝max{|x_k-a_pk|,|b_pk-x_k|}，d_kmin＝min{|x_k-a_pk|,|b_pk-x_k|}，α为变权因子，取α＝-1；

(405)分别计算待评价的烧结矿对应于第j个烧结矿质量等级的贴近度N_j(p₀)：

其中，D_j(x'_k)为归一化后待评价的烧结矿的第k个性能指标与第j个归一化后的经典域R'_j中第k个性能指标的距离：

x'_k＝x_k/b_pk，a'_jk＝a_jk/b_pk，b'_jk＝b_jk/b_pk，k＝1,2......K；

(406)获取N_j'(p₀)＝max{N_j(p₀)}，则该待评价的烧结矿的烧结矿质量等级属于N_j'(p₀)所对应的烧结矿质量等级。