【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 濾波器。 假設(shè)e(t)沒有賦值和參數(shù)矢量取決于零均值無噪聲序列 w(t)驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)游走模型。 （5）然后用最低限度的后驗(yàn)參數(shù)誤差協(xié)方差矩陣進(jìn)行優(yōu)化，通過下式可估算出結(jié)果： （6） 卡爾曼增益： （7）式中P（t）是t=3…….時(shí)Riccati方程的解。 （8）初始條件為P（0）=PT（0），P（0）≥0寫出了原始假設(shè)θ?（0）的協(xié)方差方程式（6）的估算結(jié)果是最理想的。只有當(dāng) （9）時(shí)才能保障（見文獻(xiàn)[ 24 ] ）。由于上述參數(shù)很少事先知道，他們通常選擇一些作為設(shè)計(jì)參數(shù)的估計(jì)算法，以實(shí)現(xiàn)性能理想的過濾器。一個(gè)常見的實(shí)際并發(fā)癥發(fā)生在Riccati方程卡爾曼濾波器，當(dāng)回歸矢量Ψ（t）不屬于ImQ（t），例如持續(xù)激勵(lì)條件是不能實(shí)現(xiàn)的，這種現(xiàn)象通常稱為作為協(xié)揮臂（或爆破）的一些特征和引起一些特征值在方程式（8）中隨時(shí)間增長(zhǎng)線性。在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中，在其正常運(yùn)行期間收集數(shù)據(jù)，但不能保證持續(xù)正常運(yùn)行。因此，試圖利用強(qiáng)烈的反揮臂特性運(yùn)用參數(shù)估計(jì)系統(tǒng)。大多數(shù)反揮臂計(jì)劃卡爾曼濾波器估計(jì)參數(shù)具有臨時(shí)性，而是被證明是發(fā)散的參看文獻(xiàn)[ 25,26 ]。在文獻(xiàn)[ 27 ]中所采取的做法，特別選擇Q（t）是用來控制固定點(diǎn)Riccati方程： （10）在式中。因此，最優(yōu)的卡爾曼過濾器是不存在的。 Riccati方程（8） ，選擇自由終點(diǎn)根據(jù)方程式（10），被稱為Stenlund–Gustafsson（或SG）算法。那個(gè)矩陣Pd是一個(gè)固定值，該算法可以用來調(diào)整參數(shù)。一個(gè)正式的事實(shí)證明，該算法是無法計(jì)算的， 甚至對(duì)事實(shí)缺乏依據(jù)，在文獻(xiàn)[ 28 ]中給出。參考文獻(xiàn)[ 29 ]中固定行為調(diào)查表，它顯示如果P（t）已收斂于Pd，就會(huì)一直保留，即使在某些方面激發(fā)消失。這種SG算法在文獻(xiàn)[ 30 ]中的進(jìn)一步研究，聲學(xué)回聲抵消被用來比較其性能與一些眾所周知的技術(shù)，如歸最小二乘算法和卡爾曼濾波。 噴濺預(yù)警可變探測(cè)器在轉(zhuǎn)爐過程模型正常操作期間，方程式（4）假定使參數(shù)慢慢發(fā)生變化，那個(gè)時(shí)間的變化可以很好的解釋通過在吹煉期間熔融金屬溫度不斷的升高。當(dāng)噴濺發(fā)生時(shí)，突然由于化學(xué)反應(yīng)中的一個(gè)重要原因的改變引起模型參數(shù)變化的。自噴濺這種現(xiàn)象表現(xiàn)為嚴(yán)重偏離進(jìn)程反復(fù)性的動(dòng)態(tài)模式，在文獻(xiàn)[ 31 ]中可變探測(cè)器用于殘差模型可以識(shí)別噴濺事件的發(fā)生，轉(zhuǎn)爐中的噴濺檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)通過結(jié)合過程模擬、參數(shù)估計(jì)遞推和可變探測(cè)器圖所示5。 依靠在自適應(yīng)濾波的剩余量。基于這個(gè)殘余量測(cè)量距離s（t），被計(jì)算出來。 假定所有噪聲高斯，真正的系統(tǒng)是恒定時(shí)間和屬于線性回歸模型集，結(jié)果 在方程和矩陣P（t）是方程式（8）的解。初次試驗(yàn)基于上一個(gè)自相關(guān)剩余序列中的研究項(xiàng)目沒有噴濺發(fā)生，表明這是一個(gè)有效的假設(shè)。 ％的自相關(guān)系數(shù)在落后1至400不在95 ％的置信區(qū)間。它還表明該應(yīng)用模型適用于有足夠選擇和參數(shù)時(shí)，估值算法運(yùn)行良好。適當(dāng)選擇測(cè)量的距離，使檢測(cè)這兩個(gè)參數(shù)的變化和差異，給出了歸一平方剩余量，文獻(xiàn)[ 31 ]。距離測(cè)量平均每爐得到檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)g(t)，即然后觸發(fā)閾值報(bào)警時(shí)，當(dāng)。該項(xiàng)測(cè)試統(tǒng)計(jì)的例子由片面的累計(jì)（ CUSUM ）探測(cè)器進(jìn)行文獻(xiàn) [ 31 ]，它是由下式?jīng)Q定：其中H是報(bào)警閾值，是一個(gè)輸入s（t）距離測(cè)量，M是漂移參數(shù)，以防止積極漂移g（t），最終得到假警報(bào)。閾值和漂移參數(shù)CUSUM可變探測(cè)器需要調(diào)整的數(shù)據(jù)來自的每一個(gè)負(fù)責(zé)人為了獲得理想的檢出率與合理數(shù)量的假警報(bào)。由于這是不可行的實(shí)時(shí)應(yīng)用，閾值和不定參數(shù)在本研究中仔細(xì)挑選通過在鋼廠來自50爐吹煉過程中系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，精簡(jiǎn)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)可以接受的整體性能。這當(dāng)然降低了預(yù)警系統(tǒng)的性能。一個(gè)更好的解決這一問題將是探測(cè)器的相關(guān)值，及進(jìn)程運(yùn)行條件和原材料性能等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)選擇性的警報(bào)。這種想法在本文范圍之外。噴濺事件的嚴(yán)重程度的劃分通過追蹤，有多少警告是由系統(tǒng)隨后收集到的，一個(gè)警告導(dǎo)致綠色報(bào)警，兩至黃色警報(bào)，如果在特定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)警告超過三次，警報(bào)設(shè)置為紅色，表明噴濺持續(xù)了一段時(shí)間。著色警報(bào)器的主要是為了與經(jīng)營(yíng)者互動(dòng)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)選擇使所有發(fā)出的警告是可見的，面對(duì)在同一噴濺事件中。 聲波計(jì)與爐渣水平面的位置 為了說明利用估計(jì)爐渣水平面的位置來檢測(cè)噴濺，而不是聲波計(jì)信號(hào)。這兩個(gè)模型設(shè)備在過程中進(jìn)行了比較在評(píng)估表2的數(shù)據(jù)來自同一爐次。與已知發(fā)生噴濺距離測(cè)量t（s），對(duì)無論是哪種情況，說明使用中的變化檢測(cè)的可行性。為了使閾值和不定參數(shù)選擇更容易，過程偏差應(yīng)清晰可見的在殘?jiān)^濾中?？梢钥闯?，估計(jì)渣面的警報(bào)系統(tǒng)的時(shí)間間隙是麥克風(fēng)信號(hào)的兩倍，在同一噴濺條件下。 這有利于選擇CUSUM用戶參數(shù)和顯示 這高分辨率的麥克風(fēng)信號(hào)是一種較好的選擇為噴濺檢測(cè)。因此，模型B通過。4. 系統(tǒng)分析該噴濺預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行是在SSAB Oxel246。sund鋼鐵廠的實(shí)地試驗(yàn)完成的。由操作者提供的有關(guān)資料為圖形用戶界面（GUI ）設(shè)計(jì)和噴濺警報(bào)器。GUI顯示的布局如圖7（見原文）所示。請(qǐng)注意，這是一個(gè)旨在評(píng)估模型和算法開發(fā)的研究版本的軟件。預(yù)警系統(tǒng)的在線運(yùn)行，依賴于來自計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的相關(guān)測(cè)量量，如圖8（見原文）所示 。爐渣水平面估計(jì)基于聲吶信號(hào)和攝像機(jī)的信號(hào)也通過子系統(tǒng)連接到該系統(tǒng)。全過程的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。評(píng)價(jià)的目的是傳達(dá)警報(bào)回到數(shù)據(jù)庫(kù)中并儲(chǔ)存在那里。 收集的數(shù)據(jù)來自于2006年9月在瑞典于SSAB Oxel246。sund AB公司100爐次的生產(chǎn)過程中。由于運(yùn)行過程成本高，數(shù)據(jù)來自正常生產(chǎn)的工廠。這意味著，噴濺一旦發(fā)生，操作者采取以減輕損害的行動(dòng)，以及預(yù)防措施 防止它的發(fā)生。因此，在本研究中防止噴濺事件的發(fā)生作為錯(cuò)誤警報(bào)。 影像中白色像素和黑色像素的分割比被用來驗(yàn)證預(yù)警系統(tǒng)的性能。三個(gè)爐次的實(shí)例結(jié)果顯示如圖圖10和圖11所示，分別表示：嚴(yán)重噴濺、中度噴濺和沒有噴濺。具體的評(píng)價(jià)結(jié)果如下： 在吹煉過程中噴濺事件被正確檢測(cè)的占80 ％； 在吹煉過程中噴濺事件沒有被預(yù)測(cè)的占8 ％； 在吹煉過程中發(fā)出太多虛假警報(bào)的占12 ％；從整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看從一個(gè)黃色警報(bào)到相機(jī)上顯示表明噴濺的平均時(shí)間為25s。警告25秒是事先進(jìn)行比較的結(jié)果。文獻(xiàn)[ 32 ]中在噴濺發(fā)生3040s前，通過攝像頭監(jiān)測(cè)用肉眼觀察轉(zhuǎn)爐里面的情況來提供噴濺預(yù)測(cè)。 已取得的檢測(cè)精度是可以接受的，但可以認(rèn)真修改結(jié)合有關(guān)轉(zhuǎn)爐爐型的現(xiàn)有資料，如氧槍噴頭，吹煉工藝和鐵水化學(xué)成分。正如眾所周知的