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专利号: 2020108564309
申请人: 常州机电职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,包括:步骤S1,采集电解质数据;以及步骤S2,根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数;

所述步骤S1中的电解质数据包括:电解质温度数据和铝水平数据;

所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法包括:使用线性回归正规方程求解铝电解生产工艺参数,即T ‑1 T

θ=(XX) Xy;

(1) (2) (3) (4) (1) (2) (3)其中:矩阵X=(X ,X ,X ,X );X 为电解质温度;X 为铝水平;X 为电解质中过(4) (1) (2)

剩的AlF3量;X 为槽龄;y为电流效率目标向量;θ为线性回归系数向量,且θ=(θ ,θ ,(3) (4)

θ ,θ );

所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:求解经验公式与线性回归参数的最佳组合比例系数,即目标函数L为:其中:C1为线性回归组合比例系数;C2为伯奇—格洛泰姆方程组合比例系数;C3为实际经验公式组合比例系数;i表示第i个样本;N为总样本数;

再使用梯度下降法求解C(C1,C2,C3),即其中:α为步长;

* * * *

当L(C)最小,即 趋近0时,迭代所得的C (C1 ,C2 ,C3)为最优解;

*

根据迭代所得的C得到线性回归组合比例归一化系数a1、伯奇—格洛泰姆方程组合比例归一化系数a2和实际经验公式组合比例归一化系数a3,即根据a1、a2和a3得到当前电流效率ys与当前相关工艺参数的关系为:(1) (3) (2) (4)ys=a1Xsθ+a2(‑0.1388Xs +0.59Xs +58.9sin(3Xs )‑0.032Xs +163.7)+a3(‑0.051Xs(4)

+90.8)‑‑‑公式(1);

(1) (2) (3)

其中:Xs为当前工艺参数向量,Xs 为当前电解质温度;Xs 为当前铝水平;Xs 为当前(4)

电解质中过剩的AlF3量;Xs 为槽龄;

所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:遍历电解质温度t和铝水平h的可能取值,得到电流效率y为极大值的M组值及相应的电解质温度t和铝水平h,即

将电解质温度从t1增加到t2,每次增加Δt,且当电解质温度每到一个新的值后,保持电解质温度不变;

然后将铝水平从h1增加到h2,每次增加Δh;

将每次增加后的电解质温度与铝水平代入公式(1)中,得到多个电流效率值,从而得到电流效率为极大值的M组值及相应的电解质温度t和铝水平h;以及从M组值中选取最适合的生产工艺参数;

其中:M为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的铝电解生产工艺参数设定方法,其特征在于,所述步骤S2中的根据电解质数据求解铝电解生产工艺参数的方法还包括:从M组值中选取对应生产工艺参数比较容易控制的电流效率极大值,即将当前电流效率ys的计算公式改写为以t,h为函数自变量,则(1) (2) (3) (3) (4) (4) (3)ys=f(t,h)=a1(θ t+θ h+θ Xs +θ Xs +a2(‑0.1388t+58.9sin(3h)‑0.59Xs ‑(4) (4)

0.032Xs +163.7)+a3(‑0.051Xs +90.8)     ‑‑‑公式(2);

根据公式(2),以及采用有限差分法计算距各个极大值点(Δt,Δh)的四个点的梯度分别为:

则令第M组极值点周边的梯度模均值DM为:则

其中:ysM为第M组电流效率;

根据PM的值设定最适合的生产工艺参数,即PM越大,表明电流效率极大时,其变化也相对较平缓,则M组值中对应PM最大的值为最适合的生产工艺参数。