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1 铝电解槽模型概述1

1.1铝电解槽模型的分类1

1.2铝电解槽稳态均一模型1

1.3铝电解槽非稳态非均一模型2

1.4发展铝电解槽非稳态非均一模型的意义4

1.5本书的主要内容5

参考文献7

2 铝电解槽稳态均一模型8

2.1概述8

2.2建立铝电解槽稳态和均一模型的意义9

2.3铝电解槽内物理场耦合关系分析9

2.4解析模型与计算方法11

电流场解析11

磁场解析14

热场解析21

流场解析22

2.5耦合解析方法25

2.6仿真实例27

主要工艺参数27

仿真结果及其分析27

2.7本章小结42

参考文献43

3 铝电解槽非稳态非均一模型的发展过程51

3.1铝电解槽模型的发展过程51

铝电解槽热电及热应力模型的研究进展51

铝电解槽电磁流动模型的研究进展52

铝电解槽热、电、磁、流动耦合模型的研究进展53

3.2铝电解槽模型存在的问题55

3.3铝电解槽非稳态和非均一模型的研究进展56

铝电解槽非稳态非均一模型的分类56

槽电压波动信息元分析模型56

铝液波动模型58

实时阳极电流波动及其非均一分布模型63

实时非均一极距模型64

操作优化集成式智能型决策模型64

3.4铝电解槽节能技术的研究进展65

参考文献67

4 开发铝电解槽非稳态非均一模型的方法75

4.1开发铝电解槽非稳态非均一模型的传统方法75

开发铝电解槽模型的仿真方法75

开发铝电解槽模型的混合编程方法83

开发铝电解槽非稳态非均一控制模型的方法89

开发铝电解槽非稳态非均一在线检测模型的方法91

开发铝电解槽非稳态非均一故障诊断模型的方法93

4.2开发铝电解槽非稳态非均一模型的新方法94

小波包和神经网络诊断方法94

模糊和神经网络诊断方法99

小波包和ANFIS诊断方法104

基于模糊C和多神经网络的软测量方法106

多相流仿真和界面跟踪方法107

参考文献108

5 铝电解槽电压波动信息元分析模型与动态槽况诊断系统110

5.1概述110

5.2基于小波包和ANFIS的电压波动信息元分析模型111

基于小波包和ANFIS的电压波动信息元分析模型的结构111

小波包分解112

自适应神经模糊推理系统（ANFIS）112

5.3铝电解槽电压波动信号的特征提取116

电压波动信号的小波包分解118

对小波包分解系数重构118

求小波包能量谱120

构造能量特征向量121

5.4动态槽况实时诊断系统的开发121

系统总体结构及特点121

系统功能模块123

Delphi自定义组件的开发123

5.5应用实例125

离线诊断实例及模型验证125

在线运行实例127

5.6本章小结129

参考文献130

6 铝电解槽铝液界面波动模型及数值模拟132

6.1概述132

6.2铝电解槽内铝液界面波动机理分析133

重力波理论133

Kelvin-Helmholtz （KH）不稳定性理论134

Magnetic-hydro-dynamic （MHD）不稳定性理论136

气泡驱动理论137

6.3铝液界面波动物理模型139

6.4铝电解槽两流体界面波动控制方程140

基本控制方程140

无量纲准数和方程142

边界条件143

6.5数值求解143

跟踪铝液界面的Level Set技术143

有限体积法145

6.6结果分析和验证147

磁场计算结果分析147

铝液界面波动计算结果分析与验证149

6.7本章小结153

参考文献154

7 铝电解槽实时非均一极距软测量模型的建立156

7.1概述156

7.2极距软测量模型辅助变量的确定157

实验步骤157

阳极等距压降和极距之间的关系158

阳极电流和阳极底掌气泡区压降之间的关系159

极距软测量模型辅助变量的确定160

7.3导杆温度和阳极电阻的实验研究161

导杆温度的实验研究161

阳极电阻的实验研究163

7.4四阳极热电场的数值模拟164

四阳极热电场的数学模型164

边界条件165

计算结果分析165

7.5阳极底掌面电流分布的数值模拟168

7.6基于模糊C均值聚类（FCM）和多神经网络的铝电解槽非均一动态极距模型170

模糊C均值聚类算法172

基于FCM和多神经网络的非均一极距软测量模型的建立与验证173

7.7误差分析175

7.8本章小结176

参考文献177

8 铝电解槽极距和铝液波动在线监测系统的开发与应用179

8.1概述179

8.2系统硬件组成与开发179

采集卡的工作原理180

采集卡的性能和技术指标182

采集卡接线方式182

8.3系统软件组成与开发183

软件功能组成183

采集程序开发步骤184

8.4系统应用与结果分析186

单振源波动188

多因素耦合波动191

外界扰动194

8.5本章小结203

9 铝电解槽操作优化IIDSS的开发与应用206

9.1概述206

9.2铝电解槽操作优化IIDSS多库系统总体方案207

系统结构207

系统功能模块209

系统开发环境和系统界面210

9.3基于神经网络的铝电解槽模糊专家系统的研究210

系统结构211

知识的获取213

知识表示215

推理系统215

系统的输入与输出216

9.4铝电解槽操作优化IIDSS面向对象的知识表示方法218

铝电解槽IIDSS的异构知识的分类218

面向对象的知识表示219

9.5铝电解槽操作优化IIDSS面向对象的知识库模型设计223

面向对象知识库的结构223

基于多层链表的知识库内存结构模型224

铝电解槽IIDSS知识库知识的推理机制225

9.6铝电解槽操作优化IIDSS模型库系统的设计225

面向对象模型库的模型对象表示方法225

基于目标驱动的模型库的集成技术226

9.7工业应用实例及效果227

9.8本章小结229

参考文献230

10 铝电解槽的多数据库研究233

10.1概述233

10.2铝电解槽多数据库系统234

10.3铝电解槽多数据库的模式集成236

集成模式的体系结构236

集成模式的实现237

10.4铝电解槽多数据库的事务处理238

事务模型238

事务模型的设计和实现239

10.5铝电解槽多数据库的查询处理和优化239

多数据库全局查询语言239

多数据库查询分解240

多数据库查询处理优化240

10.6本章小结241

参考文献242

11 铝电解槽关键极节能技术研究244

11.1概述244

11.2铝电解槽节能技术概述245

11.3铝电解槽关键极节能技术的定义和特征246

极距均一性的必要性和条件246

关键极节能技术的定义和特征249

11.4铝电解槽关键极节能技术的实现250

基于整体降低阳极母线的技术研究250

关键极节能技术的实施252

11.5铝电解槽关键极节能技术的应用253

11.6本章小结254

参考文献254

12 铝电解槽非稳态非均一模型的研究成果及今后发展方向256

12.1铝电解槽非稳态非均一模型的研究成果256

12.2今后的发展方向259

参考文献260