連鑄凝固傳熱模型在線校正方法研究.pdf

1、在連鑄的澆鑄過(guò)程中，二次冷卻控制是決定鑄坯內(nèi)部組織和內(nèi)部缺陷的關(guān)鍵，直接影響到鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量。因此，鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度的確定，對(duì)制定合理的冷卻制度，提高鑄機(jī)產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量都是十分重要的。人們通常利用鑄坯凝固傳熱機(jī)理模型來(lái)對(duì)鑄坯表面溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，然而連鑄工藝過(guò)程復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)工況時(shí)常變化，模型應(yīng)用的長(zhǎng)期準(zhǔn)確性得不到保證。因此，研究具有自校正功能的鑄坯傳熱模型具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為此，本文研究了一種鑄坯凝固傳熱模型在線校正方法，通過(guò)對(duì)鑄坯

2、表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)而實(shí)現(xiàn)在線校正傳熱模型的目的，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）分析了連鑄的生產(chǎn)工藝和鑄坯凝固傳熱的過(guò)程及特點(diǎn)，建立了鑄坯凝固傳熱機(jī)理模型。
　?。?）以某方坯連鑄機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)凝固傳熱模型長(zhǎng)期準(zhǔn)確性的問(wèn)題，在已建立的機(jī)理模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合軟測(cè)量的思想，提出了一種輔助模型和機(jī)理模型相結(jié)合的方法，通過(guò)輔助模型來(lái)對(duì)機(jī)理模型的輸出進(jìn)行在線校正。該輔助模型基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)回歸的原理，建立在過(guò)程檢

3、測(cè)數(shù)據(jù)之上，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)某一時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)該時(shí)間點(diǎn)校正點(diǎn)溫度與二冷區(qū)外鑄坯表面溫度間的差值，再將二冷區(qū)外鑄坯表面的測(cè)量溫度與預(yù)測(cè)差值逐次相加，從而得到各點(diǎn)的校正溫度，完成對(duì)鑄坯傳熱機(jī)理模型的在線校正，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯表面溫度場(chǎng)的準(zhǔn)確計(jì)算。
　?。?）對(duì)于基于 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輔助模型，結(jié)合研究的具體問(wèn)題，確定了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)，各層節(jié)點(diǎn)數(shù)和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。針對(duì) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的缺陷，提出遺傳算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法，利

4、用遺傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值閾值進(jìn)行編碼，并確定適應(yīng)度函數(shù)及相關(guān)參數(shù)，來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，提升BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助模型的性能。
　　（4）對(duì)于基于支持向量機(jī)回歸的輔助模型，結(jié)合具體問(wèn)題，選定了核函數(shù)，并采用交叉驗(yàn)證的方法對(duì)懲罰系數(shù) c和核函數(shù)寬度σ2進(jìn)行尋優(yōu)。針對(duì)交叉驗(yàn)證尋優(yōu)法的局限性，提出了粒子群算法與支持向量機(jī)回歸相結(jié)合的方法，利用其全局搜索特性對(duì)模型的參數(shù)c和σ2進(jìn)行尋優(yōu)，提升支持向量機(jī)回歸輔助模型的性能。
　　（5）利用Ma