專利名稱：結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于鋼鐵冶金行業(yè)中連鑄機(jī)結(jié)晶器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別是指ー種領(lǐng)域結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法。
背景技術(shù)：
目前，煉鋼連鑄エ藝中的結(jié)晶器振動(dòng)對鑄坯脫模及表面質(zhì)量有著直接、重要的影響，實(shí)際應(yīng)用中在保證振動(dòng)エ藝參數(shù)基本穩(wěn)定的前提下，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整頻率、振幅等振動(dòng)基本參數(shù)來獲得良好的鑄坯脫模效果和鑄坯表面質(zhì)量。由于結(jié)晶器需要跟蹤不同的頻率、振幅，為此需要采用基于狀態(tài)反饋的控制方法才能獲得良好的跟蹤效果，而狀態(tài)反饋控制在控制器設(shè)計(jì)、狀態(tài)估計(jì)等方面必須以結(jié)晶器離散狀態(tài)方程為基礎(chǔ)，因此需要對結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行離散狀態(tài)方程辨識，以獲得噪聲干擾環(huán)境下的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程參數(shù)無偏估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠獲得噪聲干擾環(huán)境下的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程參數(shù)無偏估計(jì)的辨識方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其步驟包括有(I)采集輸入數(shù)據(jù)u (k)和輸出數(shù)據(jù)I (k)，采集N對數(shù)據(jù)樣本Zn ；(2)構(gòu)建結(jié)晶器離散狀態(tài)方程觀測矩陣Qr ；(3)獲得結(jié)晶器狀態(tài)矩陣A、C估計(jì)值；(4)構(gòu)建結(jié)晶器狀態(tài)矩陣B、D的線性方程
A-ιΛ
y{k) = CAkX(O) + Y η{τ)' CAm vec(B) + u{k)' vec(D)；
し=0J(5)利用最小二乗法解B、D的線性方程獲得B、D的估計(jì)值。所述步驟(2)具體包括(i)令結(jié)晶器噪聲干擾條件下的離散狀態(tài)方程形式為f x(k +1) = Ax( k) + Bu(k、+ w(k)
\ \k) = -\k) k) ，其中x(k)是k時(shí)刻的結(jié)晶器狀態(tài)值，u (k)是k時(shí)刻的結(jié)晶
器輸入值，y(k)是k時(shí)刻的結(jié)晶器輸出，w(k)是k時(shí)刻的過程噪聲(白噪聲)干擾值，v(k)是k時(shí)刻的測量噪聲(白噪聲)干擾值，令x(k)為nX I列向量，u(k)為mX I維列向量，y(k)為P維向量，w(k)為nXl向量，v(k)為pX I矩陣，則A為nXn矩陣，B為nXm矩陣，C為pXn矩陣；
權(quán)利要求
1.一種結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，其步驟包括有 (1)采集輸入數(shù)據(jù)U(k)和輸出數(shù)據(jù)y (k)，采集N對數(shù)據(jù)樣本Zn ； (2)構(gòu)建結(jié)晶器離散狀態(tài)方程觀測矩陣Qr； (3)獲得結(jié)晶器狀態(tài)矩陣A、C估計(jì)值； (4)構(gòu)建結(jié)晶器狀態(tài)矩陣B、D的線性方程
2.如權(quán)利要求I所述的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括(i)令結(jié)晶器噪聲干擾條件下的離散狀態(tài)方程形式為
3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，矩陣OJl :p，l:n)為結(jié)晶器離散狀態(tài)矩陣C，狀態(tài)矩陣A滿足方程も(p+1 pr, I n)=Or (I :p(r-l)，l :n)A，解方程即可獲得矩陣A。
4.如權(quán)利要求2所述的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，運(yùn)算符“ ”表示克羅內(nèi)科乘法運(yùn)算，“vec”表示將對應(yīng)矩陣從第2列起，每一列元素接在前一列之后形成ー個(gè)列向量。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，所述步驟(5)具體包括 (i)令θ = [Xtl(I)…X。(n) B11…Bnm D11…Dpm]'，則步驟(4)中的結(jié)晶器輸出y(k)估計(jì)值可以表示為線性方程形式タ(ん)=￥{k)0，其中
6.如權(quán)利要求I所述的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其特征在于，所述輸入值u (k)為結(jié)晶器油缸閥開度，所述輸出值y(k)為結(jié)晶器位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)晶器離散狀態(tài)方程辨識方法，其步驟包括有(1)采集輸入數(shù)據(jù)u(k)和輸出數(shù)據(jù)y(k)，采集N對數(shù)據(jù)樣本ZN；(2)構(gòu)建結(jié)晶器離散狀態(tài)方程觀測矩陣Qr；(3)獲得結(jié)晶器狀態(tài)矩陣A、C估計(jì)值；(4)構(gòu)建結(jié)晶器狀態(tài)矩陣B、D的線性方程(5)利用最小二乘法解B、D的線性方程獲得B、D的估計(jì)值。本發(fā)明利用子空間方法對結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行離散狀態(tài)方程辨識，該方法能夠獲得噪聲干擾環(huán)境下的結(jié)晶器離散狀態(tài)方程參數(shù)無偏估計(jì)，便于結(jié)晶器跟蹤不同的頻率、振幅。
文檔編號G05B13/04GK102692872SQ201210125460
公開日2012年9月26日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者尉強(qiáng), 張華軍, 王曉偉, 蔡煒, 褚學(xué)征, 陳方元 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司