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中国矿业大学学报2025年第04期:基于视觉特征融合与FAMFormer的煤泥浮选尾矿灰分预测方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:温智平;周脉强;刘铖;周长春;

单位:中国矿业大学化工学院;

摘要:当前煤泥浮选生产方式粗放,浮选尾矿灰分在线预测是煤泥浮选系统智能化调控的关键阻碍之一.已有的尾矿灰分预测技术以视觉建模为主,主要面临特征信息缺失、模型泛化性能差、实际应用效果不佳的问题.针对上述问题,基于视觉特征表格数据融合,提出一种基于算术特征交互(FAMFormer)的煤泥浮选尾矿灰分预测深度网络结构.提出深度残差-挤压激励网络(ResNet-SENet)提取浮选尾矿图像的深度卷积特征,从灰度直方图、共生矩阵、统计学和颜色空间4个角度为尾矿图像建立传统的特征工程,融合深度卷积特征和传统特征工程建立融合尾矿灰分数据集,相关性研究表明:深度卷积特征与尾矿灰分的相关性普遍高于传统的特征工程特征.提出回归模型,在视觉特征融合尾矿灰分数据集上的拟合结果表明:直接训练的均方误差为0.75,经过主成分分析后,对比随机森林回归(RFR)、逐级梯度提升(XGBoost)、类别特征梯度提升(CatBoost)这3种经典模型的预测结果,FAMFormer对煤泥浮选尾矿灰分的预测性能最佳,均方误差为0.51,均方根误差为0.72,决定系数为0.98.最后,开发灰分预测系统软件,进行工业应用验证,验证结果表明:本文训练获得的模型具有较高的泛化性能,能够为煤泥浮选尾矿灰分建模研究提供方法和理论支撑.

关键词:煤泥浮选;;尾矿灰分;;尾矿图像;;FAMFormer;;视觉特征融合

基金资助:国家资助博士后研究人员计划(GZC20233011);; 国家重大研究计划培育项目(92062109);; 中央高校基本科研业务费项目(2024QN1103)