摘 要: 提出了用遞推最小二乘法辨識(shí)連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐模型參數(shù)。在已建立的連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)分析計(jì)算確定模型參數(shù)??紤]到最小二乘法的缺陷,選用遞推最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí),并結(jié)合實(shí)例給出辨識(shí)結(jié)果和分析,證明了該方法的可行性。
關(guān)鍵詞: 熱鍍鋅退火爐;數(shù)學(xué)模型;遞推最小二乘法辨識(shí)
隨著連續(xù)退火工藝技術(shù)的發(fā)展,連續(xù)退火過(guò)程控制技術(shù)也得到了相應(yīng)發(fā)展,尤其基于數(shù)學(xué)模型的連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐控制方面的研究日趨活躍。本文就連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐數(shù)學(xué)模型及其參數(shù)的辨識(shí)研究介紹如下。
1 建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
根據(jù)熱鍍鋅退火爐基本傳熱機(jī)理及相應(yīng)的邊界條件,建立退火爐帶鋼溫度分布模型??紤]到帶鋼在爐內(nèi)移動(dòng)而引起的能量遷移,由假設(shè)及富里哀導(dǎo)熱定律,得到描述帶鋼在退火爐內(nèi)分布規(guī)律的二維不穩(wěn)定導(dǎo)熱方程[1]:

其中,T(x,y,t)為帶鋼溫度分布的動(dòng)態(tài)響應(yīng);c為鋼板的比熱數(shù);ρ為鋼的密度;Ks為鋼的導(dǎo)熱系數(shù);x、y、t為空間及時(shí)間坐標(biāo)。實(shí)際計(jì)算中可以將Ks視為常數(shù)。
式(1)是高維復(fù)雜偏微分方程,求解非常困難。為了簡(jiǎn)化計(jì)算及方便參數(shù)辨識(shí),采用時(shí)空離散化技術(shù)對(duì)所建模型進(jìn)行處理。根據(jù)時(shí)空離散化技術(shù),經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得出以帶溫為狀態(tài)變量、爐溫為控制變量的帶鋼溫度分布狀態(tài)空間模型一般形式的離散結(jié)構(gòu)[2]:

2 遞推最小二乘參數(shù)辨識(shí)算法
最小二乘法的基本結(jié)果有兩種形式,一種是經(jīng)典的一次完成算法;另一種是現(xiàn)代的遞推算法[3]。一次完成算法多應(yīng)用于理論研究方面,在具體的實(shí)際使用過(guò)程中,占用內(nèi)存量大,且不適合在線辨識(shí)。為了減少計(jì)算量,節(jié)省計(jì)算機(jī)的內(nèi)存,便于實(shí)時(shí)在線辨識(shí),選用遞推最小二乘法進(jìn)行參數(shù)的辨識(shí)。



參考文獻(xiàn)
[1] 田玉楚,侯春海.連續(xù)熱鍍鋅退火爐的數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)[J].冶金能源,1995,14(3):38-41.
[2] 田玉楚,侯春海.帶鋼連續(xù)熱鍍鋅退火過(guò)程的模型化[J].控制理論與應(yīng)用,1995,12(4):459-464.
[3] 方崇智,蕭德云.過(guò)程辨識(shí)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1988.
