權(quán)利要求書(shū)： 1.一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚；

步驟S2、實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚；

步驟S3、根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望加渣厚度；

步驟S4、將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；

步驟S5、根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)；

步驟S6、加渣機(jī)器人根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣，并返回步驟S2。

2.如權(quán)利要求1所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟S1中獲取所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量包括：確定保護(hù)渣的含碳量；

當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；

當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；

其中，f為結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

3.如權(quán)利要求1所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟S1中目標(biāo)渣厚為35mm～50mm。

4.如權(quán)利要求1所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟S3中預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：De＝Dn+Dx+Dp

其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

5.如權(quán)利要求1所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；

其中，所述自適應(yīng)律的公式為：T

其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，e 為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

所述模糊控制公式為：

T

UD＝θξ(x)

其中，UD為控制信號(hào)。

6.一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，包括：激光測(cè)距傳感器、控制器、加渣機(jī)器人、比較器及結(jié)晶器；

所述激光測(cè)距傳感器與結(jié)晶器及比較器相連，用于實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器的熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚并傳輸給比較器；

所述比較器與控制器相連，用于獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚，并根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望加渣厚度，并將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果傳輸至控制器；

所述控制器與加渣機(jī)器人相連，用于根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；

所述加渣機(jī)器人與結(jié)晶器相連，用于根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器熔腔內(nèi)加渣。

7.如權(quán)利要求6所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，還包括確定單元，用于確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量并傳輸比較器；

其中，確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量算法為：確定保護(hù)渣的含碳量；

當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；

當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；

其中，f為結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

8.如權(quán)利要求6所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述目標(biāo)渣厚為35mm～50mm。

9.如權(quán)利要求6所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：

De＝Dn+Dx+Dp

其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

10.如權(quán)利要求6所述的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；

其中，所述自適應(yīng)律的公式為：T

其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，e 為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

所述模糊控制公式為：

T

UD＝θξ(x)

其中，UD為控制信號(hào)。

說(shuō)明書(shū)： 基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法及裝置。

背景技術(shù)[0002] 煉鋼連鑄是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，1963年從歐洲開(kāi)始采用浸入式水口保護(hù)澆注技術(shù)，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，迅速在全世界推廣開(kāi)來(lái)。為了解決連鑄坯殼與結(jié)晶器之

間的潤(rùn)滑傳熱問(wèn)題，研究者開(kāi)發(fā)了保護(hù)渣應(yīng)用技術(shù)，使保護(hù)渣熔化形成的液渣膜充填坯殼

與結(jié)晶器間的空隙，有效解決了敞開(kāi)澆注中存在的潤(rùn)滑不良和裂紋等問(wèn)題。1965年日本在

連鑄機(jī)上應(yīng)用了粉末保護(hù)渣澆注。80年代由于高速連鑄、高溫連鑄要實(shí)現(xiàn)熱送或直軋，以及

特鋼連鑄等技術(shù)對(duì)保護(hù)渣的性能和添加方式提出了更高的要求。實(shí)踐證明保護(hù)渣的厚度在

30?50mm，且渣面保持均勻，有利于保護(hù)渣渣面“三層結(jié)構(gòu)”的穩(wěn)定形成。

[0003] 目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)鋼廠的結(jié)晶器保護(hù)渣加渣操作仍是人工加渣。雖然提出了“勤加、少加、均勻加，保證黑面作業(yè)，加強(qiáng)渣厚測(cè)量”的操作要求，但在實(shí)際操作過(guò)程中難以得

到保證。人工加渣需要操作者不定時(shí)向結(jié)晶器內(nèi)推入保護(hù)渣，容易引起結(jié)晶內(nèi)鋼液面的瞬

間攪動(dòng)，造成卷渣；由于人工加渣操作的加渣量、加渣速率等參數(shù)的控制很大程度上依靠操

作者的經(jīng)驗(yàn)，難以產(chǎn)生穩(wěn)定的液渣層；再者，人工加渣操作無(wú)法解決保護(hù)渣在儲(chǔ)存過(guò)程中的

返潮現(xiàn)象。

[0004] 利用加渣機(jī)器人取代人工實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的保護(hù)渣加渣是目前解決上述問(wèn)題的一個(gè)主要研發(fā)方向，但目前自動(dòng)化的保護(hù)渣加渣的中還無(wú)法保證保護(hù)渣的加渣量需求與鑄坯的

拉速的匹配的問(wèn)題，導(dǎo)致無(wú)法獲得高質(zhì)量的鋼坯。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，能夠提升加渣機(jī)器人對(duì)渣厚的控制準(zhǔn)確性，保證保護(hù)渣厚度始終處于目標(biāo)渣厚區(qū)間內(nèi)。

[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，包括如下步驟：

[0007] 步驟S1、獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚；[0008] 步驟S2、實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚；[0009] 步驟S3、根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)際渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望加渣厚度；

[0010] 步驟S4、將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；[0011] 步驟S5、根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)；[0012] 步驟S6、加渣機(jī)器人根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣，并返回步驟S2。[0013] 可選地，所述步驟S1中獲取所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量包括：[0014] 確定保護(hù)渣的含碳量；[0015] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；[0016][0017] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；[0018][0019] 其中，f為結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0020] 可選地，所述步驟S1中目標(biāo)渣厚為35mm～50mm。[0021] 可選地，所述步驟S3中預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：[0022] De＝Dn+Dx+Dp[0023] 其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0024] 可選地，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：[0025] 將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

[0026] 所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；[0027] 其中，所述自適應(yīng)律的公式為：[0028][0029] 其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，eT為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ

(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

[0030] 所述模糊控制公式為：[0031] UD＝θTξ(x)[0032] 其中，UD為控制信號(hào)。[0033] 本發(fā)明還提供一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，包括：激光測(cè)距傳感器、控制器、加渣機(jī)器人、比較器及結(jié)晶器；

[0034] 所述激光測(cè)距傳感器與結(jié)晶器及比較器相連，用于實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器的熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚并傳輸給比較器；

[0035] 所述比較器與控制器相連，用于獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚，并根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)際渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣

算法計(jì)算得到期望加渣厚度，并將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果

傳輸至控制器；

[0036] 所述控制器與加渣機(jī)器人相連，用于根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；

[0037] 所述加渣機(jī)器人與結(jié)晶器相連，用于根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣。[0038] 可選地，所述裝置還包括確定單元，用于確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量并傳輸比較器；

[0039] 其中，確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量算法為：[0040] 確定保護(hù)渣的含碳量；[0041] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；[0042][0043] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；[0044][0045] 其中，f為結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0046] 可選地，所述目標(biāo)渣厚為35mm～50mm。[0047] 可選地，所述預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：[0048] De＝Dn+Dx+Dp[0049] 其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0050] 可選地，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：[0051] 將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

[0052] 所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；[0053] 其中，所述自適應(yīng)律的公式為：[0054][0055] 其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，eT為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ

(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

[0056] 所述模糊控制公式為：[0057] UD＝θTξ(x)[0058] 其中，UD為控制信號(hào)。[0059] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法及裝置。所述方法包括如下步驟：步驟S1、獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)

渣厚；步驟S2、實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚；步驟S3、根據(jù)所述單位

時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望

加渣厚度；步驟S4、將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；步驟S5、根據(jù)

所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)；步驟S6、加渣機(jī)器人根據(jù)所述

控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣，并返回步驟S2，能夠提升加渣機(jī)器人對(duì)渣厚的控制準(zhǔn)確性，保證

保護(hù)渣厚度始終處于目標(biāo)渣厚區(qū)間內(nèi)。

附圖說(shuō)明[0060] 為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。

[0061] 附圖中，[0062] 圖1為本發(fā)明的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法的流程圖；[0063] 圖2為本發(fā)明的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置的架構(gòu)圖；[0064] 圖3為本發(fā)明的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置中控制器的工作過(guò)程圖；

[0065] 圖4為本發(fā)明的基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置的加渣效果圖。具體實(shí)施方式[0066] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

[0067] 下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?br />
本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施

例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

[0068] 在本申請(qǐng)的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示

的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本申請(qǐng)和簡(jiǎn)化描

述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，

因此不能理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解

為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、

“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)特征。在本申請(qǐng)的描述中，“多個(gè)”

的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

[0069] 在本申請(qǐng)中，“示例性”一詞用來(lái)表示“用作例子、例證或說(shuō)明”。本申請(qǐng)中被描述為“示例性”的任何實(shí)施例不一定被解釋為比其它實(shí)施例更優(yōu)選或更具優(yōu)勢(shì)。為了使本領(lǐng)域任

何技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本申請(qǐng)，給出了以下描述。在以下描述中，為了解釋的目的而列

出了細(xì)節(jié)。應(yīng)當(dāng)明白的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不使用這些特定細(xì)節(jié)的情況

下也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)。在其它實(shí)例中，不會(huì)對(duì)公知的結(jié)構(gòu)和過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述，以避免不必

要的細(xì)節(jié)使本申請(qǐng)的描述變得晦澀。因此，本申請(qǐng)并非旨在限于所示的實(shí)施例，而是與符合

本申請(qǐng)所公開(kāi)的原理和特征的最廣范圍相一致。

[0070] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法，包括如下步驟：

[0071] 步驟S1、獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚。[0072] 具體地，鋼坯連鑄生產(chǎn)過(guò)程影響因素較多，且多個(gè)影響因素之間相互耦合，精準(zhǔn)計(jì)算結(jié)晶器內(nèi)單位時(shí)間保護(hù)渣消耗當(dāng)量較為困難而在工程實(shí)際中，常常選擇忽略那些影響甚

微的因素，本發(fā)明中綜合結(jié)晶器幀率，保護(hù)渣黏度，結(jié)晶器振幅和含碳量等指標(biāo)獲取單位時(shí)

間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0073] 進(jìn)一步地，所述步驟S1中獲取所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量包括：[0074] 確定保護(hù)渣的含碳量；[0075] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；[0076][0077] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；[0078][0079] 其中，f為結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0080] 具體地，所述步驟S1目標(biāo)渣厚可由專業(yè)人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，一般在35mm～50mm之間。

[0081] 步驟S2、實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚。[0082] 具體地，所述步驟S2中通過(guò)安裝在輸料管出料口處的激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到實(shí)時(shí)渣厚。

[0083] 步驟S3、根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望加渣厚度。

[0084] 具體地，鋼鐵連鑄過(guò)程中結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣厚度會(huì)嚴(yán)重影響鋼坯的質(zhì)量，連鑄過(guò)程某一時(shí)刻加渣量與多個(gè)變量相關(guān)，而本發(fā)明中期望加渣厚度與單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消

耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚密切相關(guān)。

[0085] 具體地，所述步驟S3中預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：[0086] De＝Dn+Dx+Dp[0087] 其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0088] 步驟S4、將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果。[0089] 步驟S5、根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)；[0090] 具體地，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：[0091] 將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

[0092] 所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；[0093] 其中，所述自適應(yīng)律的公式為：[0094][0095] 其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，eT為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ

(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

[0096] 所述模糊控制公式為：[0097] UD＝θTξ(x)[0098] 其中，UD為控制信號(hào)。[0099] 步驟S6、加渣機(jī)器人根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣，并返回步驟S2。[0100] 最后，如圖4所示，采用本發(fā)明的渣厚自適應(yīng)控制方法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，以42.5mm保護(hù)渣厚度作為控制目標(biāo)，直接使用本發(fā)明的渣厚自適應(yīng)控制方法控制保護(hù)

渣厚度，可將結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣厚度(不考慮液渣層)控制在35mm～50mm之間，滿足結(jié)晶器內(nèi)

保護(hù)渣厚度控制要求。

[0101] 請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明還提供一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制裝置，包括：激光測(cè)距傳感器50、控制器20、加渣機(jī)器人30、比較器10及結(jié)晶器40；

[0102] 所述激光測(cè)距傳感器50與結(jié)晶器40及比較器10相連，用于實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器40的熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚并傳輸給比較器10；

[0103] 所述比較器10與控制器20相連，用于獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚，并根據(jù)所述單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)際渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望

加渣算法計(jì)算得到期望加渣厚度，并將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較

結(jié)果傳輸至控制器；

[0104] 所述控制器20與加渣機(jī)器人30相連，用于根據(jù)所述比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；

[0105] 所述加渣機(jī)器人30與結(jié)晶器40相連，用于根據(jù)所述控制信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣。[0106] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括確定單元(未圖示)，用于確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量并傳輸比較器10。

[0107] 具體地，鋼坯連鑄生產(chǎn)過(guò)程影響因素較多，且多個(gè)影響因素之間相互耦合，精準(zhǔn)計(jì)算結(jié)晶器內(nèi)單位時(shí)間保護(hù)渣消耗當(dāng)量較為困難而在工程實(shí)際中，常常選擇忽略那些影響甚

微的因素，本發(fā)明中綜合結(jié)晶器幀率，保護(hù)渣黏度，結(jié)晶器振幅和含碳量等指標(biāo)獲取單位時(shí)

間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0108] 從而，所述確定單元確定單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量算法為：[0109] 確定保護(hù)渣的含碳量；[0110] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量小于0.08％時(shí)；[0111][0112] 當(dāng)保護(hù)渣的含碳量大于或等于0.08％且小于或等于0.16％時(shí)；[0113][0114] 其中，f為綜合結(jié)晶器幀率，η為保護(hù)渣黏度，A為結(jié)晶器振幅和c為保護(hù)渣的含碳量c，DX為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0115] 具體地，所述目標(biāo)渣厚可由專業(yè)人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，一般在35mm～50mm之間。[0116] 具體地，鋼鐵連鑄過(guò)程中結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣厚度會(huì)嚴(yán)重影響鋼坯的質(zhì)量，連鑄過(guò)程某一時(shí)刻加渣量與多個(gè)變量相關(guān)，而本發(fā)明中期望加渣厚度與單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消

耗當(dāng)量、實(shí)時(shí)渣厚、目標(biāo)渣厚密切相關(guān)。

[0117] 具體地，所述預(yù)設(shè)的期望加渣算法為：[0118] De＝Dn+Dx+Dp[0119] 其中，De為期望加渣厚度、Dn為實(shí)際渣厚、Dp為目標(biāo)渣厚、Dx為單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量。

[0120] 具體地，所述預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法包括：[0121] 將比較結(jié)果傳輸至預(yù)設(shè)的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合比較結(jié)果與加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的初始值計(jì)算出自適應(yīng)參數(shù)并傳輸至預(yù)設(shè)的模糊控制器；

[0122] 所述模糊控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊控制公式生成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人；[0123] 其中，所述自適應(yīng)律的公式為：[0124][0125] 其中，γ為定義的李雅普諾夫函數(shù)中的一個(gè)為正的常數(shù)，eT為單位矩陣的轉(zhuǎn)置，Pn是一個(gè)滿足定義李雅普諾夫函數(shù)且正定的矩陣，θ是加渣機(jī)器人的所有可調(diào)參數(shù)的集合，ξ

(x)為閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程向量形式中的一項(xiàng)；

[0126] 所述模糊控制公式為：[0127] UD＝θTξ(x)[0128] 其中，UD為控制信號(hào)。[0129] 最后，如圖4所示，采用本發(fā)明的渣厚自適應(yīng)控制方法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，以42.5mm保護(hù)渣厚度作為控制目標(biāo)，直接使用本發(fā)明的渣厚自適應(yīng)控制方法控制保護(hù)

渣厚度，可將結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣厚度(不考慮液渣層)控制在35mm～50mm之間，滿足結(jié)晶器內(nèi)

保護(hù)渣厚度控制要求。

[0130] 需要說(shuō)明的是，所述裝置為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述激光測(cè)距傳感器所測(cè)量的實(shí)時(shí)渣厚與所述計(jì)算得到期望加渣厚度在比較器上進(jìn)行比較，比較結(jié)果作為控制器的輸入

信號(hào)輸入控制器，加渣機(jī)器人可選擇六自由度的機(jī)器人，控制器可選擇使用任意能控制六

自由度的機(jī)器人的控制器，如PID及ADRC等，控制器采用自適應(yīng)模糊控制作為控制算法，生

成控制信號(hào)并傳輸至加渣機(jī)器人，此控制信號(hào)將控制六自由度加渣機(jī)器人的每個(gè)軸的角

度，被控制的加渣機(jī)器人的行動(dòng)將會(huì)改變結(jié)晶器內(nèi)的保護(hù)渣的實(shí)時(shí)渣厚，而結(jié)晶器內(nèi)實(shí)時(shí)

渣厚的改變又會(huì)被激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)后傳回的比較器進(jìn)行比較，進(jìn)而改變比較結(jié)

果，改變后比較結(jié)果得到作為新的控制器的輸入信號(hào)輸入控制器，由此，即完成了負(fù)反饋閉

環(huán)控制，可以將誤差控制在期望的范圍內(nèi)。

[0131] 具體地，該控制器接收到比較結(jié)果后，一方面將比較結(jié)果輸送給設(shè)計(jì)好的自適應(yīng)律，所述自適應(yīng)律結(jié)合所述比較結(jié)果與被控對(duì)象的所有可調(diào)參數(shù)的初始值θ(0)計(jì)算出模糊

控制器所需要的自適應(yīng)參數(shù)；另一方面還將比較結(jié)果輸送給模糊控制器，模糊控制器結(jié)合

該比較結(jié)果與自適應(yīng)律所輸送的自適應(yīng)參數(shù)得到控制信號(hào)，并且將控制信號(hào)輸送給加渣機(jī)

器人，完成控制。

[0132] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于連鑄機(jī)加渣機(jī)理的渣厚自適應(yīng)控制方法及裝置。所述方法包括如下步驟：步驟S1、獲取單位時(shí)間結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量及目標(biāo)渣厚；

步驟S2、實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)晶器熔腔內(nèi)的保護(hù)渣厚度，得到實(shí)時(shí)渣厚；步驟S3、根據(jù)所述單位時(shí)間

結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣消耗當(dāng)量、實(shí)際渣厚、目標(biāo)渣厚及預(yù)設(shè)的期望加渣算法計(jì)算得到期望加渣

厚度；步驟S4、將實(shí)時(shí)渣厚與所述期望加渣厚度進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；步驟S5、根據(jù)所述

比較結(jié)果及預(yù)設(shè)的自適應(yīng)模糊控制算法，生成控制信號(hào)；步驟S6、加渣機(jī)器人根據(jù)所述控制

信號(hào)向結(jié)晶器內(nèi)加渣，并返回步驟S2，能夠提升加渣機(jī)器人對(duì)渣厚的控制準(zhǔn)確性，保證保護(hù)

渣厚度始終處于目標(biāo)渣厚區(qū)間內(nèi)。

[0133] 以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的

保護(hù)范圍。