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递推最小二乘法辨识连续带钢热镀锌退火炉模型参数
来源:微型机与应用2011年第7期
李训艳,周玉国,杨思源
(青岛理工大学 自动化工程学院,山东 青岛 266033)
摘要: 提出了用递推最小二乘法辨识连续带钢热镀锌退火炉模型参数。在已建立的连续带钢热镀锌退火炉数学模型的基础上,经过分析计算确定模型参数。考虑到最小二乘法的缺陷,选用递推最小二乘法进行参数辨识,并结合实例给出辨识结果和分析,证明了该方法的可行性。
Abstract:
Key words :

摘  要: 提出了用遞推最小二乘法辨識連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐模型參數。在已建立的連續(xù)帶鋼熱鍍鋅退火爐數學模型的基礎上,經過分析計算確定模型參數??紤]到最小二乘法的缺陷,選用遞推最小二乘法進行參數辨識,并結合實例給出辨識結果和分析,證明了該方法的可行性。
關鍵詞: 熱鍍鋅退火爐;數學模型;遞推最小二乘法辨識

 隨著連續(xù)退火工藝技術的發(fā)展,連續(xù)退火過程控制技術也得到了相應發(fā)展,尤其基于數學模型的連續(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學模型及其參數的辨識研究介紹如下。
1 建立系統(tǒng)數學模型
 根據熱鍍鋅退火爐基本傳熱機理及相應的邊界條件,建立退火爐帶鋼溫度分布模型??紤]到帶鋼在爐內移動而引起的能量遷移,由假設及富里哀導熱定律,得到描述帶鋼在退火爐內分布規(guī)律的二維不穩(wěn)定導熱方程[1]:

 其中,T(x,y,t)為帶鋼溫度分布的動態(tài)響應;c為鋼板的比熱數;ρ為鋼的密度;Ks為鋼的導熱系數;x、y、t為空間及時間坐標。實際計算中可以將Ks視為常數。
 式(1)是高維復雜偏微分方程,求解非常困難。為了簡化計算及方便參數辨識,采用時空離散化技術對所建模型進行處理。根據時空離散化技術,經過推導得出以帶溫為狀態(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構[2]:

 



2 遞推最小二乘參數辨識算法
 最小二乘法的基本結果有兩種形式,一種是經典的一次完成算法;另一種是現代的遞推算法[3]。一次完成算法多應用于理論研究方面,在具體的實際使用過程中,占用內存量大,且不適合在線辨識。為了減少計算量,節(jié)省計算機的內存,便于實時在線辨識,選用遞推最小二乘法進行參數的辨識。

參考文獻
[1] 田玉楚,侯春海.連續(xù)熱鍍鋅退火爐的數學模型開發(fā)[J].冶金能源,1995,14(3):38-41.
[2] 田玉楚,侯春海.帶鋼連續(xù)熱鍍鋅退火過程的模型化[J].控制理論與應用,1995,12(4):459-464.
[3] 方崇智,蕭德云.過程辨識[M].北京:清華大學出版社,1988.

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