[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于流數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710400531.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107116195B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇文斌;雷竹峰;韓旭朋;種法利;凌陽(yáng);趙貴生;曹明陽(yáng);劉勇;馮駿力
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22D11/16
• 分類(lèi)號(hào): B22D11/16;B22D11/12
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種基于流數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)采集連鑄生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝參數(shù)；

(2)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到數(shù)據(jù)矩陣X；

(3)利用數(shù)據(jù)矩陣X構(gòu)建訓(xùn)練樣本集和預(yù)測(cè)樣本集；

(4)利用訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練得到對(duì)應(yīng)的回歸函數(shù)，并建立對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模型；

(5)將預(yù)測(cè)樣本集代入預(yù)測(cè)模型，得到預(yù)測(cè)結(jié)果；

(6)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到預(yù)測(cè)壓下量值；

(7)利用預(yù)測(cè)壓下量值進(jìn)行壓下量調(diào)整，直至實(shí)際壓下量與預(yù)測(cè)壓下量值相等，完成基于流數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制；

步驟(1)中采集的生產(chǎn)工藝參數(shù)包括二冷水進(jìn)水壓力、中間包鋼水溫度、過(guò)熱度、拉速、振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅值、傳動(dòng)輥壓力、結(jié)晶器液位、結(jié)晶器寬面壓力和結(jié)晶器寬面水流量；

步驟(2)的數(shù)據(jù)歸一化具體包括：

(201)假設(shè)是是由采集到的工藝參數(shù)組成的一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，且數(shù)據(jù)矩陣有n行m列，其中，每一列對(duì)應(yīng)著一個(gè)工藝參數(shù)，每一行對(duì)應(yīng)著一個(gè)數(shù)據(jù)樣本，則

(202)對(duì)于數(shù)據(jù)矩陣對(duì)其歸一化的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

其中，為任意一組輸入檢測(cè)向量中的第m維工藝參數(shù)，X_nm是歸一化后的數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)樣本最大值，為數(shù)據(jù)樣本最小值；

步驟(3)中構(gòu)建訓(xùn)練樣本集和預(yù)測(cè)樣本集，具體包括以下步驟：

對(duì)歸一化的數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)添加標(biāo)簽量，得到數(shù)據(jù)庫(kù)D＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂),...,(x_i,y_i)},y_i∈{+1,-1}，i為數(shù)據(jù)矩陣中的歷史數(shù)據(jù)數(shù)量，則：

第一次選取的訓(xùn)練樣本集為D₁＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂),...,(x_i-1,y_i-1)},y_i∈{+1,-1}，第一次選取的預(yù)測(cè)樣本集為D₁'＝{(x_i,y_i)},y_i∈{+1,-1}；

第二次選取的訓(xùn)練樣本集為D₂＝{(x₂,y₂),(x₃,y₃),...,(x_i,y_i)},y_i∈{+1,-1}，第二次選取的預(yù)測(cè)樣本集為D₂'＝{(x₁,y₁)},y_i∈{+1,-1}；

第三次選取的訓(xùn)練樣本集為D₃＝{(x₁,y₁),(x₃,y₃),...,(x_i,y_i)},y_i∈{+1,-1}，第三次選取的預(yù)測(cè)樣本集為D₃'＝{(x₂,y₂)},y_i∈{+1,-1}；

依次類(lèi)推，每次取i-1個(gè)歷史數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本集，剩余一個(gè)歷史數(shù)據(jù)作為預(yù)測(cè)樣本集；

步驟(4)構(gòu)建回歸函數(shù)和預(yù)測(cè)模型的具體步驟包括：

(401)給定訓(xùn)練樣本集

N為訓(xùn)練樣本集中的樣本數(shù)，

訓(xùn)練樣本集的分離超平面對(duì)應(yīng)方程h(x)＝ω·x+b (4-1)

其中，x為輸入向量，ω為權(quán)值，b為偏置；

訓(xùn)練樣本集相應(yīng)的分類(lèi)決策函數(shù)為sign(h(x)) (4-2)

(402)訓(xùn)練樣本集線性可分時(shí)，用一條或者幾條直線把屬于不同類(lèi)別的樣本點(diǎn)分開(kāi)，其最大間隔γ滿足

由上得到目標(biāo)函數(shù)：

s.t.y_i(ω·x_i+b)-1≥0,i＝1,2,,...,N (4-7)

(403)對(duì)每個(gè)樣本點(diǎn)引入一個(gè)松弛變量ξ_i≥0，使得y_i(ω·x_i+b)≥1-ξ_i (4-8)

對(duì)每個(gè)松弛變量ξ_i，支付一個(gè)代價(jià)ξ_i，則目標(biāo)函數(shù)變?yōu)?/p>

其中C＞0為懲罰因子；

(404)構(gòu)造Lagrange函數(shù)：

其中，α_i≥0,i＝1,2,...,N為拉格朗日乘子，N為訓(xùn)練樣本集中的樣本數(shù)；

(405)根據(jù)Karush-Kuhn-Tucker條件，對(duì)ω,b,ξ分別求偏微分，并令其等于0，得：

α_i(y_i(ω·x_i+b)-1)＝0,i＝1,2,...,N (4-13)

y_i(ω·x_i+b)-1≥0,i＝1,2,...,N (4-14)

α_i≥0,i＝1,2,...,N (4-15)

由此分離超平面為：

分類(lèi)決策函數(shù)為：

y_j為支持向量；

(406)引入核函數(shù)

其中g(shù)為核函數(shù)系數(shù)；

此時(shí)，公式(4-17)變?yōu)榈玫筋A(yù)測(cè)模型；

步驟(6)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行反歸一化之后得到預(yù)測(cè)壓下量值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于流數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于：歷史數(shù)據(jù)為前期采集60天的連鑄生產(chǎn)線數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的工藝參數(shù)。