發(fā)布時(shí)間：2021-03-26 07:45

　　提出了基于相異度指標(biāo)和對比格蘭杰因果關(guān)系分析的熱軋帶鋼頭部拉窄根因診斷模型。采用核熵成分分析對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,在降維基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)非線性關(guān)系下的相異度評估,判定生產(chǎn)狀況是否異常;建立對比格蘭杰因果關(guān)系模型,通過大量正常工況下的批次數(shù)據(jù)得到各因果關(guān)系的允許波動范圍,并作為對應(yīng)因果關(guān)系是否異常的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而確定最終故障根因;最后,利用大量實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立熱軋帶鋼頭部拉窄根因診斷模型,驗(yàn)證了方法的有效性。結(jié)果表明,該方法具有較好的性能,能夠準(zhǔn)確檢測出異常批次并定位根因。 

【文章來源】：中國機(jī)械工程. 2020,31(19)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

基于KECA-DISSIM故障檢測示意圖

沿著時(shí)間維度添加一個(gè)移動窗口,將數(shù)據(jù)集分解為一系列的數(shù)據(jù)切片。對于任意一對變量,通過對每個(gè)數(shù)據(jù)切片執(zhí)行格蘭杰分析即可生成一個(gè)因果值序列。為避免對所有訓(xùn)練樣本進(jìn)行重復(fù)、冗余的訓(xùn)練工作,需要從大量的訓(xùn)練樣本中找到更具有代表性的樣本,利用少量的訓(xùn)練樣本來代替整個(gè)訓(xùn)練樣本集。因此,利用在故障檢測過程中得到的參考批次作為根因分析過程中的訓(xùn)練樣本,從而減少計(jì)算時(shí)間。從整個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中選擇一個(gè)中心批次和N個(gè)邊界批次作為參考批次。每個(gè)因果關(guān)系均可獲得N+1個(gè)序列,表示正常運(yùn)行下對應(yīng)因果關(guān)系的波動范圍,因此,允許波動范圍定義為N+1序列的極值。因果關(guān)系的允許波動范圍的計(jì)算過程如圖2所示。圖中L表示批次,J表示每個(gè)批次中的變量,K表示時(shí)間。首先,根據(jù)KECA-DISSIM指標(biāo)從訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中選擇參考批次。圖中參考批次由中心批次和N個(gè)邊界批次組成,每個(gè)批次都包含了J個(gè)變量,K個(gè)時(shí)間。其次,選擇一個(gè)L2大小的移動窗口,并沿時(shí)間維度逐步移動窗口將每個(gè)批次均分解成K-L2+1個(gè)大小為J×L2的數(shù)據(jù)切片X i (w) (J×L2),其中i=1,2,…,N+1,w=1,2,…,K-L2+1。通過對每個(gè)數(shù)據(jù)切片執(zhí)行格蘭杰分析,可以獲得一系列的維度為J×J的因果關(guān)系矩陣G。顯然,通過上述方法可以得到(N+1)(K-L2+1)個(gè)數(shù)據(jù)切片,即總共可以得到(N+1)(K-L2+1)個(gè)因果關(guān)系矩陣G(t)(t=1,2,…,(N+1)(K-L2+1))。對于任意一個(gè)因果關(guān)系值G m,n (k) ,其中k=1,2,…,K-L2+1;m=1,2,…,J;n=1,2,…,J,可以獲得一條長度為(N+1)(K-L2+1)的序列。最后,這個(gè)序列的極值對應(yīng)的范圍可以看作是因果關(guān)系G m,n (k) 的允許波動范圍。因此,提出了一個(gè)異常因果關(guān)系的概念,它被定義為任何超出其對應(yīng)的允許波動范圍的因果關(guān)系。

熱軋帶鋼生產(chǎn)過程見圖3。鋼坯首先經(jīng)過加熱,然后依次通過熱粗軋和熱精軋機(jī)組軋制成帶鋼,通過冷卻過程控制性能,最后卷取成鋼卷。在軋制過程中帶鋼寬度偏差是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)。帶鋼頭部拉窄現(xiàn)象是指帶鋼頭部寬度小于其要求值,主要是由多臺熱精軋機(jī)組控制不協(xié)調(diào)引發(fā),而實(shí)際生產(chǎn)中精軋機(jī)各機(jī)架聯(lián)動控制屬于復(fù)雜系統(tǒng),質(zhì)量異常原因分析難以用機(jī)理模型確定。帶鋼頭部生產(chǎn)過程因帶鋼未到達(dá)質(zhì)量檢測處,處于開環(huán)控制結(jié)構(gòu),其質(zhì)量控制完全依賴于數(shù)學(xué)模型。根據(jù)機(jī)理分析可知,生產(chǎn)過程的溫度、軋機(jī)間的速度差以及套量是影響寬度精度的重要過程參數(shù)。表1所示是根據(jù)專家知識選取的14個(gè)可能影響寬度質(zhì)量的過程變量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]板帶熱連軋機(jī)活套控制系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 姬亞鋒,田敏,郭鵬程,胡嘯,劉光明.  中國機(jī)械工程. 2017(04)
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本文編號：3101249