本發(fā)明涉及鋼鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋼材應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)斷面形狀的不同，鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類，鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工制成的一定形狀、尺寸和性能的材料，大部分鋼材加工都是通過壓力加工，使被加工的鋼(坯、錠等)產(chǎn)生塑性變形，根據(jù)鋼材加工溫度不同，可以分為冷加工和熱加工兩種。

在實際生活中，現(xiàn)在的鋼鐵融化大部分還使用比較傳統(tǒng)的方法，不能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制溫度，降低了鋼鐵融化的速度，減少了鋼鐵的生產(chǎn)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)，包括融爐本體；

所述融爐本體的兩側(cè)均固定連接有固定塊，所述固定塊的頂部固定連接有支腳；

所述融爐本體的一側(cè)固定連接有控制箱；

所述控制箱的內(nèi)部分別固定連接有電源模塊和單片機，所述融爐本體的一側(cè)固定連接有按鍵；

所述單片機接收信號y(t)表示為：

y(t)＝x(t)+n(t)

其中，x(t)為數(shù)字調(diào)制信號，n(t)為服從標準sαs分布的脈沖噪聲。針對mask和mpsk調(diào)制，x(t)的解析形式表示為：

其中，n為采樣點數(shù)，an為發(fā)送的信息符號，在mask信號中，an＝0，1，2，…，m-1，m為調(diào)制階數(shù)，在mpsk信號中，an＝e^j2πε/m，ε＝0,1,2,…,m-1，g(t)表示矩形成型脈沖，tb表示符號周期，fc表示載波頻率，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機數(shù)。針對mfsk調(diào)制,x(t)的解析形式表示為：

其中，fm為第m個載頻的偏移量，若mfsk信號載頻偏移為δf，則fm＝-(m-1)δf,-(m-3)δf,…,(m-3)δf,(m-1)δf，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機數(shù)；

alpha穩(wěn)定分布的概率密度函數(shù)不存在封閉的表達式，因此一般用以下特征函數(shù)來描述其分布特性：

其中為符號函數(shù)，

α(0＜α≤2)為特征指數(shù),γ為分散系數(shù)，β為對稱參數(shù)，ζ為位置參數(shù)。當(dāng)ζ＝0，β＝0且γ＝1時，該分布稱為標準sαs分布；

數(shù)字調(diào)制信號x(t)的分數(shù)低階模糊函數(shù)表示為：

其中，τ為時延偏移，f為多普勒頻移，0＜a,b＜α/2。x^*(t)表示x(t)的共軛。當(dāng)x(t)為實信號時，x(t)^＜p＞＝|x(t)|^＜p＞sgn(x(t))；當(dāng)x(t)為復(fù)信號時，[x(t)]^＜p＞＝|x(t)|^p-1x^*(t)，該非線性運算只改變信號的幅度信息，保留其頻率和相位信息，可以有效抑制脈沖噪聲；

所述融爐本體內(nèi)壁的兩側(cè)均固定連接有高溫器，所述融爐本體的頂部固定連接有溫度傳感器；

所述融爐本體的底部固定連接有漏斗，所述漏斗的底部固定連接有控制閥，所述融爐本體的頂部固定連接有爐蓋；

所述爐蓋頂部的兩側(cè)均連通有出氣管，所述爐蓋的頂部固定連接有控氣閥，所述控氣閥的底部分別貫穿爐蓋和融爐本體且延伸至融爐本體的內(nèi)部；

所述溫度傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)比較器的輸入端連接；

所述數(shù)據(jù)比較器的輸出端與反饋模塊的輸入端連接，且反饋模塊的輸出端與單片機的輸入端連接；

所述數(shù)據(jù)比較器時頻重疊信號的歸一化高階累積量方程組構(gòu)建方法包括：

接收信號的信號模型表示為：

r(t)＝x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)

其中，xi(t)為時頻重疊信號的各個信號分量，各分量信號獨立不相關(guān)，n為時頻重疊信號分量的個數(shù)，θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制，fci為載波頻率，aki為第i個信號在k時刻的幅度，tsi為碼元長度，pi(t)為滾降系數(shù)為α的升余弦成形濾波函數(shù)，且n(t)是均值為0，方差為σ²的平穩(wěn)高斯白噪聲；

混合信號的高階累積量公式如下：

兩邊同時除以混合信號的二階矩k/2次方：

進一步變形為：

其中和表示各分量信號功率與總功率的比值和噪聲功率與總功率的比值，分別表示為和λv；由于高斯白噪聲的高階累積量為0，所以上式可以表示為：

由此，構(gòu)建歸一化高階累積量方程組：

所述按鍵的輸出端與單片機的輸入端連接，所述單片機的輸出端與高溫器的輸入端連接。

進一步，所述控氣閥上設(shè)置有轉(zhuǎn)柄，所述控制閥上設(shè)置有手柄；

所述支腳的底部固定連接有固定墊；

所述融爐本體的正面設(shè)置有標尺，所述融爐本體的正面固定連接有顯示器。

進一步，所述電源模塊的輸出端與溫度傳感器、單片機和按鍵的輸入端電性連接；

所述單片機的信號接收端是采用短時傅里葉變換譜圖與最小二乘擬合法來估計跳速和跳變時刻，然后利用單頻信號頻率估計法來對每個跳頻周期內(nèi)的信號進行精確估頻，從而提取出精確的跳頻圖案，具體方法如下：

1)通過短時傅里葉變換譜圖法對接收信號r進行處理，得到信號的粗估計時頻脊線r1；

2)對得到的粗估的時頻脊線r1作一階差分，以此來凸顯信號的跳變位置，差分后的信號為r2；

3)在一階差分后的信號中選取若干峰值位置，利用最小二乘法(ls)作線性擬合得一條直線；具體方法是：

在r2中選取m個峰值位置p(i)，i＝1,2,3,…,m，把它們編號并轉(zhuǎn)換為(i,p(i))坐標形式，其中，i代表時隙編號，即第幾個跳頻時隙，p(i)代表幀號，即跳變時刻，兩個幀號之差就是一個跳頻時隙持續(xù)的幀數(shù)；將選取的m個坐標點代入最小二乘算法公式：

p＝ki+b；

該直線p的斜率k就是跳頻點平均占有的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目，用幀數(shù)k乘以短時傅里葉變換滑窗步長s就是跳頻時隙，在此用數(shù)據(jù)點數(shù)c表示跳頻時隙，即：

c＝k×s；

再根據(jù)采樣率fs_real與單個頻點持續(xù)時間的固有關(guān)系得出計算下式：

就可估計出跳速r；

4)估計出跳速r后，進一步估計出跳變時刻αth，其中th＝1/r為跳頻周期，α則由下式得出：

5)估計出跳速r和跳變時刻αth后，對每個跳變周期內(nèi)的單頻信號采用單頻信號頻率估計法進行精確估頻，在接收到的單頻信號中任取一段長度為l的數(shù)據(jù)rt，t＝0,1,2,...,l-1，依據(jù)下式準確地估計出信號載波頻率f：

其中：符號*表示取共軛，∠表示求信號rt和信號rt+1的相位差；信號載波頻率f即為信號接收端已經(jīng)精確估計出系統(tǒng)的跳頻圖案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)，通過融爐本體的兩側(cè)均固定連接有固定塊，固定塊的頂部固定連接有支腳，融爐本體的一側(cè)固定連接有控制箱，控制箱的內(nèi)部分別固定連接有電源模塊和單片機，融爐本體的一側(cè)固定連接有按鍵，融爐本體內(nèi)壁的兩側(cè)均固定連接有高溫器，融爐本體的頂部固定連接有溫度傳感器，融爐本體的底部固定連接有漏斗，漏斗的底部固定連接有控制閥，融爐本體的頂部固定連接有爐蓋，爐蓋頂部的兩側(cè)均連通有出氣管，爐蓋的頂部固定連接有控氣閥，控氣閥的底部分別貫穿爐蓋和融爐本體且延伸至融爐本體的內(nèi)部，解決了現(xiàn)在的鋼鐵融化大部分還使用比較傳統(tǒng)的方法，不能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制溫度的問題，提高了鋼鐵融化的速度，增加了鋼鐵的生產(chǎn)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)原理框圖；

圖中：1、融爐本體；2、固定塊；3、支腳；4、控制箱；5、電源模塊、6、單片機；7、按鍵；8、高溫器；9、溫度傳感器；10、漏斗；11、控制閥；12、爐蓋；13、出氣管；14、控氣閥；15、數(shù)據(jù)比較器；16、反饋模塊。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細的描述。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵企業(yè)能源仿真控制系統(tǒng)，包括融爐本體1，融爐本體1的正面設(shè)置有標尺，融爐本體1的正面固定連接有顯示器，融爐本體1的兩側(cè)均固定連接有固定塊2，固定塊2的頂部固定連接有支腳3，支腳3的底部固定連接有固定墊，融爐本體1的一側(cè)固定連接有控制箱4，控制箱4的內(nèi)部分別固定連接有電源模塊5和單片機6，電源模塊5的輸出端與溫度傳感器9、單片機6和按鍵7的輸入端電性連接，融爐本體1的一側(cè)固定連接有按鍵7，融爐本體1內(nèi)壁的兩側(cè)均固定連接有高溫器8，融爐本體1的頂部固定連接有溫度傳感器9，融爐本體1的底部固定連接有漏斗10，漏斗10的底部固定連接有控制閥11，融爐本體1的頂部固定連接有爐蓋12，爐蓋12頂部的兩側(cè)均連通有出氣管13，爐蓋12的頂部固定連接有控氣閥14，控氣閥14上設(shè)置有轉(zhuǎn)柄，控制閥11上設(shè)置有手柄，控氣閥14的底部分別貫穿爐蓋12和融爐本體1且延伸至融爐本體1的內(nèi)部。

溫度傳感器9的輸出端與數(shù)據(jù)比較器15的輸入端連接，數(shù)據(jù)比較器15的輸出端與反饋模塊16的輸入端連接，且反饋模塊16的輸出端與單片機6的輸入端連接，按鍵7的輸出端與單片機6的輸入端連接，單片機6的輸出端與高溫器8的輸入端連接。

所述單片機接收信號y(t)表示為：

y(t)＝x(t)+n(t)

其中，x(t)為數(shù)字調(diào)制信號，n(t)為服從標準sαs分布的脈沖噪聲。針對mask和mpsk調(diào)制，x(t)的解析形式表示為：

其中，n為采樣點數(shù)，an為發(fā)送的信息符號，在mask信號中，an＝0，1，2，…，m-1，m為調(diào)制階數(shù)，在mpsk信號中，an＝e^j2πε/m，ε＝0,1,2,…,m-1，g(t)表示矩形成型脈沖，tb表示符號周期，fc表示載波頻率，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機數(shù)。針對mfsk調(diào)制,x(t)的解析形式表示為：

其中，fm為第m個載頻的偏移量，若mfsk信號載頻偏移為δf，則fm＝-(m-1)δf,-(m-3)δf,…,(m-3)δf,(m-1)δf，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機數(shù)；

alpha穩(wěn)定分布的概率密度函數(shù)不存在封閉的表達式，因此一般用以下特征函數(shù)來描述其分布特性：

其中為符號函數(shù)，

α(0＜α≤2)為特征指數(shù),γ為分散系數(shù)，β為對稱參數(shù)，ζ為位置參數(shù)。當(dāng)ζ＝0，β＝0且γ＝1時，該分布稱為標準sαs分布；

數(shù)字調(diào)制信號x(t)的分數(shù)低階模糊函數(shù)表示為：

其中，τ為時延偏移，f為多普勒頻移，0＜a,b＜α/2。x^*(t)表示x(t)的共軛。當(dāng)x(t)為實信號時，x(t)^＜p＞＝|x(t)|^＜p＞sgn(x(t))；當(dāng)x(t)為復(fù)信號時，[x(t)]^＜p＞＝|x(t)|^p-1x^*(t)，該非線性運算只改變信號的幅度信息，保留其頻率和相位信息，可以有效抑制脈沖噪聲；

所述數(shù)據(jù)比較器時頻重疊信號的歸一化高階累積量方程組構(gòu)建方法包括：

接收信號的信號模型表示為：

r(t)＝x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)

其中，xi(t)為時頻重疊信號的各個信號分量，各分量信號獨立不相關(guān)，n為時頻重疊信號分量的個數(shù)，θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制，fci為載波頻率，aki為第i個信號在k時刻的幅度，tsi為碼元長度，pi(t)為滾降系數(shù)為α的升余弦成形濾波函數(shù)，且n(t)是均值為0，方差為σ²的平穩(wěn)高斯白噪聲；

混合信號的高階累積量公式如下：

兩邊同時除以混合信號的二階矩k/2次方：

進一步變形為：

其中和表示各分量信號功率與總功率的比值和噪聲功率與總功率的比值，分別表示為和λv；由于高斯白噪聲的高階累積量為0，所以上式可以表示為：

由此，構(gòu)建歸一化高階累積量方程組：

所述單片機的信號接收端是采用短時傅里葉變換譜圖與最小二乘擬合法來估計跳速和跳變時刻，然后利用單頻信號頻率估計法來對每個跳頻周期內(nèi)的信號進行精確估頻，從而提取出精確的跳頻圖案，具體方法如下：

1)通過短時傅里葉變換譜圖法對接收信號r進行處理，得到信號的粗估計時頻脊線r1；

2)對得到的粗估的時頻脊線r1作一階差分，以此來凸顯信號的跳變位置，差分后的信號為r2；

3)在一階差分后的信號中選取若干峰值位置，利用最小二乘法(ls)作線性擬合得一條直線；具體方法是：

在r2中選取m個峰值位置p(i)，i＝1,2,3,…,m，把它們編號并轉(zhuǎn)換為(i,p(i))坐標形式，其中，i代表時隙編號，即第幾個跳頻時隙，p(i)代表幀號，即跳變時刻，兩個幀號之差就是一個跳頻時隙持續(xù)的幀數(shù)；將選取的m個坐標點代入最小二乘算法公式：

p＝ki+b；

該直線p的斜率k就是跳頻點平均占有的數(shù)據(jù)幀的數(shù)目，用幀數(shù)k乘以短時傅里葉變換滑窗步長s就是跳頻時隙，在此用數(shù)據(jù)點數(shù)c表示跳頻時隙，即：

c＝k×s；

再根據(jù)采樣率fs_real與單個頻點持續(xù)時間的固有關(guān)系得出計算下式：

就可估計出跳速r；

4)估計出跳速r后，進一步估計出跳變時刻αth，其中th＝1/r為跳頻周期，α則由下式得出：

5)估計出跳速r和跳變時刻αth后，對每個跳變周期內(nèi)的單頻信號采用單頻信號頻率估計法進行精確估頻，在接收到的單頻信號中任取一段長度為l的數(shù)據(jù)rt，t＝0,1,2,...,l-1，依據(jù)下式準確地估計出信號載波頻率f：

其中：符號*表示取共軛，∠表示求信號rt和信號rt+1的相位差；信號載波頻率f即為信號接收端已經(jīng)精確估計出系統(tǒng)的跳頻圖案。

使用時，工作前根據(jù)需要的溫度值，判定需要輸入標準的溫度值，低于或高于標準的溫度值為溫度報警閥值，然后通過按鍵7將溫度報警閾值輸入單片機6，單片機6再將溫度報警閾值輸送至數(shù)據(jù)比較器15內(nèi)，作為數(shù)據(jù)比較值，通過控制高溫器8對融爐本體1內(nèi)進入加熱對鋼鐵進行融化，通過控制閥11控制融爐本體1流出，通過控氣閥14控制融爐本體1內(nèi)的氣壓。

本發(fā)明提高了鋼鐵融化的速度，增加了鋼鐵的生產(chǎn)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。