[发明专利]一种基于双模态切换的钢水质量窄窗口控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于双模态切换的钢水质量窄窗口控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据现场操作制度和冶炼钢种要求，获取转炉终点工艺窄窗口区间；

基于果蝇优化算法的孪生支持向量机分类方法确定转炉炼钢二吹阶段控制的模态决策机制，其中所述模态决策机制的分类决策函数具体为：

Class i＝min|K(x^T,C^T)ω_j+b_j|，

其中，i＝+1,-1，Class+1表示添加冷却剂类，Class-1表示不添加冷却剂类，K表示高斯核函数，x^T表示输入样本，C^T表示添加冷却剂类和不添加冷却剂类两个样本集，j＝1,2，w₁表示针对添加冷却剂类样本集求解出的超平面1的权重，w₂表示针对不添加冷却剂类样本集求解出的超平面2的权重，b₁表示所述超平面1的偏差，b₂表示所述超平面2的偏差；

基于所述模态决策机制，对转炉炼钢二吹阶段控制类型进行分类，具体分为单变量控制类型和双变量耦合控制类型，所述单变量控制类型具体是指只需对转炉炼钢二吹阶段进行补吹氧量控制，所述双变量耦合控制类型具体是指需对转炉炼钢二吹阶段进行补吹氧量控制和添加冷却剂控制；

针对所述单变量控制类型，采用SISO无模型自适应控制；

针对所述双变量耦合控制类型，采用MIMO无模型自适应解耦控制。

2.根据权利要求1所述的基于双模态切换的钢水质量窄窗口控制方法，其特征在于，针对单变量控制类型，采用SISO无模型自适应控制的控制器具体设计为：

其中，u(t)表示系统t时刻的输入，u(t-1)表示系统t-1时刻的输入，Δu(t-1)表示系统t时刻与t-1时刻的输入差值，y^*(t+1)表示t+1时刻真值，y(t)表示系统t时刻的输出，Δy(t)表示系统t时刻与t-1时刻的输出差值，α表示遗忘因子，α₁表示控制系统进入稳态时遗忘因子的取值，α₂表示控制系统处于动态时的遗忘因子计算中间值，表示t时刻系统的伪偏导数的在线估计值，表示t-1时刻系统的伪偏导数的在线估计值，表示t＝1时刻系统的伪偏导数的在线估计值，ρ表示u(t)计算时步长序列，且0＜ρ≤1，η表示参数估计时步长序列，且0＜η≤1，c表示遗忘因子调整速率，U表示判断条件，ξ表示判断条件U的阈值，λ表示权重系数，用来限制控制输入量变化，且λ≥0，μ表示参数估计时权重系数，且μ≥0，ε表示一个充分小的正数。

3.根据权利要求2所述的基于双模态切换的钢水质量窄窗口控制方法，其特征在于，针对双变量耦合控制类型，采用MIMO无模型自适应解耦控制的控制器具体设计为：

其中，i＝1,2，u_i(t)表示第i个输入在t时刻的值，u_i(t-1)表示第i个输入在t-1时刻的值，Δu_i(t-1)表示第i个输入在t时刻与t-1时刻的差值，y_i(t)表示第i个输出在t时刻的值，Δy_i(t)表示第i个输出在t时刻与t-1时刻的差值，表示t+1时刻真值，表示t时刻控制系统间耦合作用的估计值，表示t-1时刻控制系统间耦合作用的估计值，表示t时刻第i个输入对应第i个输出的时变参数估计值，表示t-1时刻第i个输入对应第i个输出的时变参数估计值，表示1时刻第i个输入对应第i个输出的时变参数估计值，α表示遗忘因子，α₁表示控制系统进入稳态时遗忘因子的取值，α₂表示控制系统处于动态时的遗忘因子计算中间值，U表示判断条件，ξ表示判断条件U的阈值，c表示遗忘因子调整速率，ρ表示u(t)计算时步长序列，且0＜ρ≤1，η表示参数估计时步长序列，且0＜η≤1，λ表示权重系数，用来限制控制输入量变化，且λ≥0，μ表示参数估计时权重系数，且μ≥0，ε表示一个充分小的正数。