[发明专利]一种坯壳厚度预测方法及系统

权利要求书

1.一种坯壳厚度预测方法，其特征在于，包括：

获取进入二冷区的钢坯的钢种成分，所述钢坯的第一信息，根据所述钢种成分，所述钢坯的第一信息以及公式(1)，确定所述钢坯在二冷区的热传导方程；

根据所述热传导方程和所述热传导方程的边界条件，确定二冷区的换热系数确定公式；根据所述二冷区的换热系数确定公式和所述钢坯的第一信息，确定目标函数的梯度公式；

当确定所述梯度公式等于零时，通过公式(2)确定所述目标函数的最小值；

当停止准则||J(α_k)-J(α_k-1)||＞ε或者迭代步骤k＜N_max时，通过公式(3)确定搜索方向d_k；

当所述搜索方向d_k满足下降准则||J(α_k+d_k)||≤η||J(α_k)||时，通过公式(4)确定新的连铸机参数，根据所述新的连铸机参数和所述钢坯在二冷区的热传导方程，确定坯壳厚度；

公式(1)如下所示：

换热系数确定公式如下所示：

目标函数梯度公式如下所示：

公式(2)如下所示：

公式(3)如下所示：

d_k＝-M(α_k)▽J(α_k)^TJ(α_k)

公式(4)如下所示：

α_k+1＝α_k+d_k

其中，J(α_k)是迭代步骤为k时的目标函数值，是钢坯的表面中心温度的第n个测量值，V_cast是钢坯的拉速，ρ(T)，c(T)和λ(T)分别表示钢种的密度，比热和导热系数，Q(T)表示凝固潜热项，T是温度，h_s,i为换热系数，α_i为连铸机的参数，ω_i为第i段的水量，▽J(α)为目标函数的梯度，是与对钢坯的表面中心温度的第n个测量值对应位置的，使用热传导方程的计算得到的值，为所述目标函数的最小值，d_k为搜索方向，M(α_k)＝(▽J(α_k)^T▽J(α_k)+μ_kI)，▽J(α_k)^T是目标函数梯度的转置，μ_k是在第k步迭代时的LM参数，I是一个单位矩阵，α_k+1为第k+1步迭代时的连铸机的参数，α_k为第k步迭代时的连铸机的参数，η∈(0,1)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当确定所述梯度公式等于零之前，还包括：

通过下列公式确定所述目标函数梯度的矩阵表达式：

其中，Δα是一个给定的大于零的正数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标函数的梯度公式之后，还包括：

确定所述梯度公式大于零或者停止准则ε＞0，确定初始的迭代步数k＝1，且迭代具有最大的迭代步骤N_max。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述搜索方向d_k不满足下降准则||J(α_k+d_k)||≤η||J(α_k)||时，通过公式(5)确定新的连铸机参数；

公式(5)如下所示：

α_k+1＝α_k+γ_kd_k

其中，γ_k为第k步的迭代步长，γ为迭代步长。