专利名称：一种结晶器armax模型辨识方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金技术中连铸机结晶器控制系统，尤其涉及ー种结晶器ARMAX(Auto-Regressive and Moving Average Model)模型辨识方法。
背景技术：
结晶器振动对铸坯脱模及表面质量有着直接、重要的影响，在板坯连铸实际浇铸过程中，拉速通常是随着工况条件(如浇铸温度)的变化而发生变化的，为确保获得良好的铸坯脱模效果和铸坯表而质量，应在保证振动エ艺參数基本稳定的前提下，适当地调整频率、振幅等振动基本參数。然而，要获得良好的频率、振幅控制效果，必须设计合理的结晶器控制系统以快速、准确跟踪频率、振幅给定值，而优秀的控制系统 是以模型为基础进行系统分析和设计的，鉴于目前结晶器控制系统基于经验的PID控制器设计方法，有必要首先对结晶器进行模型辨识，在合理模型基础上再进行控制系统设计以获得良好的控制效果。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种结晶器ARMAX (Auto-Regressive andMoving Average Model)模型辨识方法，其以结晶器油缸阀开度为输入数据，以结晶器位置为输出数据，在采样数据基础上利用预测误差法对结晶器ARMAX模型參数进行离线辨识，通过迭代捜索能够逼近ARMAX模型未知參数全局最优解，能够获得带有干扰模型的结晶器模型，为工程应用中结晶器控制系统设计提供科学的模型基础。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种结晶器ARMAX模型辨识方法，该方法主要包括A、采集输入、输出数据，以结晶器油缸阀开度u(t)为输入数据，以结晶器位置I (t)为输出数据，采集N对数据样本Zn ;N为自然数；B、构建结晶器 ARMAX 模型 A(q)y(t) = B (q) u (t)+C (q) e (t);其中A(q)为第一结晶器输出多项式；B(q)为第二结晶器输出多项式；C(q)为第三结晶器输出多项式；e(t)为高斯白噪声；C、设ARMAX模型待辨识參数为Θ、令基于參数Θ的模型输出预测值为タひI 0)、令辨识过程的目标函数为V ( Θ，Zn);D、针对所述目标函数，利用预测误差法进行迭代捜索以逼近Θ全局最优解；E、设预测误差法捜索停止条件为目标函数值V( Θ , ZN) < tol，其中tol正实数；F、利用随机赋值的方法为预测误差法初始化搜索起始点Q1 ;G、计算目标函数ν(θ，ZN)关于Θ的梯度；H :计算第i+Ι代Θ估计值Θ i+1 ；I :若V( Θ i+1,ZN) < tol，则停止运算，输出參数估计值Θ i+1，否则运行步骤G，继续进行迭代计算。其中步骤B中所述第一结晶器输出多项式A(q) = l+a^+ai2+...+anaq-na ;第二结晶器输出多项式B(q) =M-Wb2q-V^bnbCfb;第三结晶器输出多项式C(q)=l+c^+c；^2+···+cnecfne ；q_1为后向移动算子；na为结晶器输出多项式阶次，nb为结晶器输入多项式阶次。步骤C所述ARMAX模型待辨识參数为Θ = [&1 a2 …ana Id1 b2 …bnb C1 C2 …cnc]；所述基于參数Θ的模型输出预测值为
权利要求
1.一种结晶器ARMAX模型辨识方法，其特征在于，该方法主要包括 A、采集输入、输出数据，以结晶器油缸阀开度u(t)为输入数据，以结晶器位置y(t)为输出数据，采集N对数据样本Zn ;N为自然数； B、构建结晶器ARMAX模型A(q)y(t)= B(q)u(t)+C(q) e (t);其中A(q)为第一结晶器输出多项式;B(q)为第二结晶器输出多项式;C(q)为第三结晶器输出多项式;e(t)为高斯白噪声； C、设ARMAX模型待辨识參数为Θ、令基于參数Θ的模型输出预测值为バ/|の、令辨识过程的目标函数为V ( Θ，Zn)； D、针对所述目标函数，利用预测误差法进行迭代捜索以逼近Θ全局最优解； E、设预测误差法捜索停止条件为目标函数值V(Θ , ZN) < tol，其中tol正实数； F、利用随机赋值的方法为预测误差法初始化搜索起始点Θi ； G、计算目标函数ν(θ，ZN)关于Θ的梯度； H :计算第i+1代Θ估计值Θ i+1 ； I :若V( Θ i+1,ZN) < tol，则停止运算，输出參数估计值Θ i+1，否则运行步骤G，继续进行迭代计算。
2.根据权利要求I所述的结晶器ARMAX模型辨识方法，其特征在于，步骤B中所述第一结晶器输出多项式A(q) = l+a^+a^+.u+aj^qi1 ;第二结晶器输出多项式B(q)=b1q_1+b2q_2+---+bnbq_nb ;第三结晶器输出多项式 C(q) = l+c^+c；^2+...+cMcfn。；q_1 为后向移动算子；na为结晶器输出多项式阶次，nb为结晶器输入多项式阶次。
3.根据权利要求I所述的结晶器ARMAX模型辨识方法，其特征在于，步骤C所述ARMAX模型待辨识參数为Θ = La1 a2 ... ana b1 b2 ... bnb C1 C2 ... cnc]； 所述基于參数Θ的模型输出预测值为冲Iの=·^^)+y{t)； 所述辨识过程的目标函数为バ仏ZN) = -￡(y(i)-y(t\0))2
4.根据权利要求I或3所述的结晶器ARMAX模型辨识方法，其特征在干，步骤G所述目标函数ν(θ，ΖΝ)关于Θ的梯度其中T=一点が)，f=—士今た)，茅か-叫s{t-k,G) = y(t)-y(t\0) ο
5.根据权利要求4所述的结晶器ARMAX模型辨识方法，其特征在干， QV 步骤H所述第i+1代Θ估计值^+1其中u为迭代步长，u的选择满足V( Θ i+1, ZN) < V(OjjZn) ο
全文摘要
本发明公开了一种结晶器ARMAX模型辨识方法，包括A、采集输入、输出数据，以结晶器油缸阀开度u(t)为输入，以结晶器位置y(t)为输出，采集N对数据样本ZN；B、构建结晶器ARMAX模型；C、设所述模型待辨识参数为θ、令基于参数θ的模型输出预测值为令辨识过程的目标函数为V(θ，ZN)；D、针对目标函数，进行迭代搜索以逼近θ全局最优解；E、设预测误差法搜索停止条件为目标函数值V(θ，ZN)＜tol；F、利用随机赋值的方法为预测误差法初始化搜索起始点θ1；G、计算目标函数V(θ，ZN)关于θ的梯度；H计算第i+1代θ估计值θi+1；I若V(θi+1，ZN)＜tol，则停止运算，输出参数估计值θi+1，否则运行步骤G，继续进行迭代计算。
文档编号B22D11/16GK102672128SQ201210130088
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者张华军 申请人:中冶南方工程技术有限公司