本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法、基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置及计算机可读存储介质。
背景技术：
现有的轧机浇铸液位控制方法通过pid类控制技术进行处理，pid类控制技术在处理具有强非线性、时变性和具有周期性扰动的系统控制问题时，其控制效果不理想。而轧机浇铸过程是一个时变的过程，受空气冷却、杂质等因素影响，金属液体在流动、浇铸过程中，液体表面会形成结晶膜，使得液体的流动速度越来越低。因而，通过pid类控制技术对轧机浇铸过程进行液位控制的精度较低。
技术实现要素：
鉴于以上内容，有必要提出一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法、基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置及存储介质，能够解决现有控制技术对轧机浇铸过程中液位控制精度不高的问题。
本发明实施例第一方面提供一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，应用于液位控制系统，所述方法用于对轧机浇铸装置的液位数据进行存储及分析，所述轧机浇铸装置包括移动组件及流槽组件，所述移动组件包括相互连接的丝杆组件以及移动电机，所述丝杆组件包括丝杆以及移动平台，所述移动平台与所述丝杆连接，所述移动电机与所述丝杆连接，所述流槽组件包括浇铸机构，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法包括：
获取所述浇铸机构中当前液位数据；
确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值；
将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；
其中，
将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆的目标位移增量；
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数；
控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，在所述控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括：
获取所述目标位移增量；
判断所述目标位移增量是否未超过预设安全阈值；
当判断结果为所述目标位移增量未超过预设安全阈值时，控制所述移动电机带动所述丝杆在水平方向转动所述目标位移增量；
当判断结果为所述目标位移增量超过预设安全阈值时，将所述目标位移增量替换为所述预设安全阈值。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，所述轧机浇铸装置还包括调节组件，所述调节组件包括调节支架、调节杆及调节砣，两个所述调节支架设置于所述移动组件上，所述调节砣设置于两个所述调节支架之间，所述调节杆与所述调节支架以及调节砣活动连接，所述调节支架上设有感测装置，所述感测装置包括上光电开关与下光电开关，在所述控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括包括：
根据所述目标位移增量获取目标水平位移方向；
确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架为目标调节支架。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，在所述确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架为目标调节支架之后，所述方法还包括：
检测所述目标调节支架与所述调节砣的距离值是否在预设距离阈值内；
当检测结果为所述目标调节支架与所述调节砣的距离值不在预设距离阈值内时，确定所述目标调节支架的目标水平位移方向，获取所述目标调节支架与所述调节砣的目标距离值，并调节所述目标调节支架在所述目标水平位移方向位移目标距离值，从而控制所述目标距离值在预设距离阈值内；
当检测结果为所述目标调节支架与所述调节砣的距离值在预设距离阈值内时，检测所述调节砣在竖直方向是否处于最佳位置。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，所述检测所述调节砣在竖直方向是否处于最佳位置的步骤包括：
按照预设时间间隔获取所述上光电开关与下光电开关的光信号；
根据所述光信号确定连通光信号的次数及断开光信号的次数；
当所述上光电开关与所述下光电开关的断开光信号的次数均小于第一预设次数阈值时，所述调节砣处于所述最佳位置的下方；
当所述上光电开关与所述下光电开关的连通光信号的次数均大于第二预设次数阈值时，所述调节砣处于所述最佳位置的上方。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，所述方法还包括：
当所述调节砣处于所述最佳位置的下方时，控制所述升降组件在竖直方向下降至所述下光电开关出现连通光信号；
继续控制所述升降组件下降预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关与所述下光电开关之间距离的一半。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法中，所述方法还包括：
当所述调节砣处于所述最佳位置的上方时，控制所述升降组件在竖直方向上升至所述上光电开关出现断开光信号；
继续控制所述升降组件上升预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关与所述下光电开关之间距离的一半。
本发明实施例第二方面还提供一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置，应用于液位控制系统，所述装置用于对轧机浇铸装置的液位数据进行存储及分析，所述轧机浇铸装置包括移动组件及流槽组件，所述移动组件包括相互连接的丝杆组件以及移动电机，所述丝杆组件包括丝杆以及移动平台，所述移动平台与所述丝杆连接，所述移动电机与所述丝杆连接，所述流槽组件包括浇铸机构，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置包括：
通信单元，用于与当前液位数据的输出端进行通信；
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器执行，所述多个程序模块包括：
数据获取模块，用于获取所述浇铸机构中当前液位数据；
数据确定模块，用于确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值；
数据计算模块，用于将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；
其中，
数据计算模块，还用于将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆的目标位移增量；
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数；
位移控制模块，用于控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量。
进一步地，在本发明实施例提供的上述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置中，所述液位控制系统包括当前液位数据的输出端，所述通信单元用于与所述当前液位数据的输出端进行通信，所述数据获取模块通过所述通信单元接收所述当前液位数据的输出端发送的当前液位数据。
本发明实施例第三方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法。
利用本发明实施例，通过无模型自适应控制算法对轧机浇铸过程的液位进行控制，能够减少金属液体在浇铸过程中流速变低对液位调节的影响，从而提高浇铸过程中液位的调节精度，避免调节误差，进而提高产品质量。
附图说明
图1是本发明一实施方式中提供的轧机浇铸装置的结构示意图。
图2为本发明一实施方式中基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置的硬件架构示意图。
图3为本发明一实施方式中基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统的功能模块示意图。
图4是本发明一实施方式提供的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法的流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200应用于液位控制系统中，所述液位控制系统包括基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200及所述当前液位数据的输出端。其中，所述当前液位数据的输出端可以包括激光液位计，所述激光液位计可以选用高温铝液专用激光液位计mse-al30，在此不作限制。所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200与所述激光液位计进行通信。通过所述激光液位计测量当前液位数据并发送至所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200对所述当前液位数据进行数据处理，进而对轧机浇铸装置100进行液位控制。
请参阅图1，图1是本发明一实施方式提供的轧机浇铸装置的结构示意图。图1所示轧机浇铸装置100包括基座10、升降组件20、移动组件30、调节组件40及流槽组件50，所述升降组件20固定于所述基座10上，所述移动组件30固定于所述升降组件20上，所述调节组件40设置于所述移动组件30上，所述调节组件40部分设置于所述流槽组件50上。所述轧机浇铸装置100还包括控制器，所述控制器用于控制所述升降组件20、移动组件30、调节组件40及流槽组件50的运行。在一实施方式中，所述控制器为plc控制器。
所述升降组件20包括升降主体21、升降平台22以及升降电机23，所述升降主体21固定于所述基座10上，所述升降平台22装设于所述升降主体21远离所述基座10的一端，所述升降平台22上设有所述移动组件30，所述升降电机23与所述升降主体21连接，用以控制所述升降主体21升降。在一实施方式中，所述升降电机23为步进电机，可以理解的，所述升降电机23不限于于上述的步进电机，还可以为伺服电机，无刷电机、异步电机等。
所述移动组件30包括相互连接的丝杆组件31以及移动电机32。所述丝杆组件31包括丝杆311以及移动平台312，所述移动平台312与所述丝杆311连接，所述移动平台312上设有所述调节组件40，所述移动电机32与所述丝杆311连接，通过所述移动电机32带动所述丝杆311转动，进而带动所述移动平台312移动。在一实施方式中，所述丝杆311两端均分别设有行程开关与接近开关，接近开关相对设置于两个行程开关之间，用于控制所述移动平台312的移动范围。在一实施方式中，所述移动电机32为步进电机，可以理解的，所述升降电机23不限于于上述的步进电机，还可以为伺服电机，无刷电机、异步电机等。
所述调节组件40包括调节支架41、调节杆42及调节砣43，所述调节支架41设置于所述移动平台312上，所述调节杆42的一端贯穿所述调节支架41及调节砣43，另一端设置于所述流槽组件50上。
在一实施方式中，所述调节支架41的数量为两个，所述调节支架41相对设置于所述移动平台312上，所述调节砣43装设于所述调节支架41之间，所述调节支架41上设有镂空部，所述镂空部内设有所述调节杆42。每一所述调节支架41靠近所述移动平台312的位置分别设有感测装置，所述感测装置包括上光电开关411和下光电开关412，所述上光电开关411和下光电开关412用于检测所述调节砣43在竖直方向的位置。在一实施方式中，所述上光电开关411和下光电开关412交叉设置在所述调节支架41上，为保证能可靠检测到所述调节砣43的最下沿。
所述调节杆42的一端活动设置于所述镂空部中，另一端设有锥形塞421，所述锥形塞421设置于所述流槽组件50中。在一实施方式中，所述镂空部内设有供所述调节杆42上下倾斜的空间。所述调节砣43活动设置在所述调节杆42上，通过所述移动电机32带动所述移动平台312移动，进而带动位于所述移动平台312上的所述调节支架41移动，通过调节支架41的左右移动推动所述调节砣43，进而移动所述调节砣43的位置，使所述调节杆42倾斜，然后对所述锥形塞421的位置进行调整，以控制所述流槽组件50的漏液口的开度以及流量。在一实施方式中，所述调节支架41与所述调节砣43相对的一侧设有多个凸起，便于推动所述调节砣43。
所述流槽组件50包括上流槽51、下流槽52及浇铸机构(图未示)，所述上流槽51设置于所述下流槽52的上方，所述下流槽52与所述浇铸机构连接，所述下流槽52中的金属液体流入所述浇铸机构中进行浇铸。所述上流槽51上设有漏液口511，所述锥形塞421设置于所述漏液口511中。所述下流槽52的一侧设有支撑壁521，所述调节杆42靠近所述锥形塞421的一端设置于所述支撑壁521上，在调节过程中，所述支撑壁521作为所述调节杆42的支点。
请参阅图2，图2为本发明一实施方式中基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置的硬件架构示意图。在本发明的至少一实施例中，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200包括通信单元90、处理器80以及存储器60，所述存储器60包含基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300。所述通信单元90用于与所述当前液位数据的输出端建立通信连接。在一实施例中，所述通信单元40可以是wifi模组、gsm模组等。所述通信单元用于接收激光液位计输出的当前液位数据。
所述处理器80可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。在本实施方式中，所述处理器80可以是设置于所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200中的处理器。
所述存储器60用于存储所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300的各种数据，例如程序代码等。在本实施方式中，所述存储器60可以是所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300本身的内存，包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、电子擦除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质，例如安全数字卡(securedigitalcard)、u盘等。
在本实施方式中，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200还包括显示屏70，显示屏70安装于所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置200上，用于显示信息。
请一并参阅图3，图3为本发明一实施方式中基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统的功能模块示意图。基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300包括有一个或多个程序形式的计算机指令，所述一个或多个程序形式的计算机指令存储于所述存储器60中，并由所述处理器80执行，以实现本发明所提供的功能。在本实施方式中，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300包括数据获取模块61、数据确定模块62、数据计算模块63及位移控制模块64。
数据获取模块61可以用于获取所述浇铸机构中当前液位数据。
数据确定模块62可以用于确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值。
数据计算模块63可以用于将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；
其中，
数据计算模块63还可以用于将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆311的目标位移增量；
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数；
位移控制模块64可以用于控制所述移动电机带动所述丝杆311转动所述目标位移增量。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器80执行时实现上述任一实施方式中的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法的步骤。
所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制系统300/计算机设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器30执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
请参阅图4，图4是本发明一实施方式提供的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法的流程图。根据不同的需求，该流程图中的步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略或者合并。
s41、获取所述浇铸机构中当前液位数据。
在本发明的至少一实施例中，获取所述浇铸机构中当前液位数据，所述当前液位数据由激光液位计测量所得。其中，所述激光液位计采用相位比较原理测量当前液位数据，具体地，通过所述激光液位计测量所述浇铸机构中当前液位数据的步骤可以包括：控制所述激光液位计中的激光发射器发射不同频率的可见光束；接收从所述浇铸机构的液面返回的散射激光；获取发射的可见光束与所述散射激光的相位偏差；根据所述相位偏差计算所述浇铸机构的液位高度。
s42、确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值。
在本发明的至少一实施例中，确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值。
在轧机浇铸的非线性过程中，当上一刻所述丝杆311的位移增量不为0时(也即δu(k-1)≠0)，一定存在一个伪偏导数
y(k 1)为下一时刻的液位期望值(也即为下一时刻的液位设定值)，y(k)为当前液位数据，δu(k)为当前时刻所述丝杆311的位移增量，u(k)为当前时刻所述丝杆311的位移值，u(k-1)为上一时刻所述丝杆311的位移值。
基于上述数量关系，可以确定以下第一准则函数：
j(u(k))＝|y(k 1)-y(k)|2 λ|u(k)-u(k-1))2
对所述第一准则函数进行求导取其最小极值，可以得到：
其中，λ用于限制δu(k)的大小，且通过引入参数λ可以避免控制上述公式出现分母为0(也即
可以理解的是，确定当前时刻所述丝杆311的位移值的关键是要得到伪偏导数
s43、将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数。
在本发明的至少一实施例中，基于上述已知的数量关系，可以确定以下第二准则函数：
对所述第二准则函数进行求导取极值，可以得到：
其中，k为当前时刻，
可以理解的是，已知
将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数。
s44、将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆的目标位移增量。
在本发明的至少一实施例中，将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆311的目标位移增量。
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数，ρ与λ可以根据实际轧机浇铸液位控制的需要进行确定，从而满足不同的液位控制情况，达到较为实用的技术效果。
s45、控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量。
在本发明的至少一实施例中，在所述控制所述移动电机32带动所述丝杆311转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括：获取所述目标位移增量；判断所述目标位移增量是否未超过预设安全阈值；当判断结果为所述目标位移增量未超过预设安全阈值时，控制所述移动电机32带动所述丝杆311在水平方向转动所述目标位移增量；当判断结果为所述目标位移增量超过预设安全阈值时，将所述目标位移增量替换为所述预设安全阈值。其中，所述预设安全阈值为根据实际需求预先设置的，在此不作限制。
优选地，在所述控制所述移动电机32带动所述丝杆311转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括包括：根据所述目标位移增量获取目标水平位移方向；确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架41为目标调节支架41(也即为确定与所述调节砣43接触的调节支架41)。
在所述确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架41为目标调节支架41之后，所述方法还包括：检测所述目标调节支架41与所述调节砣43的距离值是否在预设距离阈值内；当检测结果为所述目标调节支架41与所述调节砣43的距离值不在预设距离阈值内时，确定所述目标调节支架41的目标水平位移方向，获取所述目标调节支架41与所述调节砣43的目标距离值，并调节所述目标调节支架41在所述目标水平位移方向位移目标距离值，从而控制所述目标距离值在预设距离阈值内；当检测结果为所述目标调节支架41与所述调节砣43的距离值在预设距离阈值内时，检测所述调节砣43在竖直方向是否处于最佳位置。其中，所述预设距离阈值为预先设置的，优选的，所述预设距离阈值为0，也即所述目标调节支架41与所述调节砣43接触。在其他实施方式中，当所述目标调节支架41无需与所述调节砣43直接接触即可推动调节砣43进行移动时(例如，通过气体推力等方式，在此不作限制)，所述预设距离阈值还可以为其他值。
在本发明的至少一实施例中，在浇铸过程中，由于锥形塞421结膜等原因，调节杆42高度随时间会逐渐上翘，当人工将流槽、结膜清理后，调节杆42高度又会明显下降，无法保持调节杆42的位置。因而，需要检测所述调节砣43在垂直方向是否处于最佳位置，并对未处于最佳位置的调节砣43进行调节，从而有效减少锥形塞结膜对液位调节的影响。
所述检测所述调节砣43在竖直方向是否处于最佳位置的步骤包括：按照预设时间间隔获取所述上光电开关411与下光电开关412的光信号；根据所述光信号确定连通光信号的次数及断开光信号的次数；当所述上光电开关411与所述下光电开关412的断开光信号的次数均小于第一预设次数阈值时，所述调节砣43处于所述最佳位置的下方；当所述上光电开关411与所述下光电开关412的连通光信号的次数均大于第二预设次数阈值时，所述调节砣43处于所述最佳位置的上方。其中，所述所述预设时间间隔、第一预设次数阈值与所述第二预设次数阈值为根据实际需求具体设置的。示例性地，在一个周期时间内，以500毫秒为间隔，检测对应所述上光电开关411与所述下光电开关412的连通光信号与断开光信号的次数。当所述上光电开关411与所述下光电开关412的断开光信号次数均小于或等于5次时，对应的所述上光电开关411和下光电开关412之间的信号被所述调节砣43阻隔，说明所述调节砣43处于所述最佳位置的下方。当所述上光电开关411与所述下光电开关412的连通光信号次数均大于或等于25次时，对应的所述上光电开关411和下光电开关412之间的信号没有被所述调节砣43阻隔，说明所述调节砣43处于所述最佳位置的上方。当不满足上述两种情况时，则说明所述调节砣43的位置合适。
具体地，所述方法还包括：当所述调节砣43处于所述最佳位置的下方时，控制所述升降组件20在竖直方向下降至所述下光电开关412出现连通光信号(此时调节砣43已处于所述下光电开关412的上方)；继续控制所述升降组件20下降预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关411与所述下光电开关412之间距离的一半。所述方法还包括：当所述调节砣43处于所述最佳位置的上方时，控制所述升降组件20在竖直方向上升至所述上光电开关411出现断开光信号(此时调节砣43已处于所述上光电开关411的下方)；继续控制所述升降组件20上升预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关411与所述下光电开关412之间距离的一半。
本发明提供一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，包括：获取所述浇铸机构中当前液位数据；确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值；将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆311的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆311的目标位移增量，控制所述移动电机32带动所述丝杆311转动所述目标位移增量。利用本发明实施例，通过无模型自适应控制算法对轧机浇铸过程的液位进行控制，能够减少金属液体在浇铸过程中流速变低对液位调节的影响，从而提高浇铸过程中液位的调节精度，避免调节误差，进而提高浇铸的产品质量。
以上是对本发明实施例所提供的方法进行的详细描述。根据不同的需求，所示流程图中方块的执行顺序可以改变，某些方块可以省略。
在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。
以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
1.一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，应用于液位控制系统，所述方法用于对轧机浇铸装置的液位数据进行存储及分析，其特征在于，所述轧机浇铸装置包括移动组件及流槽组件，所述移动组件包括相互连接的丝杆组件以及移动电机，所述丝杆组件包括丝杆以及移动平台，所述移动平台与所述丝杆连接，所述移动电机与所述丝杆连接，所述流槽组件包括浇铸机构，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法包括：
获取所述浇铸机构中当前液位数据；
确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值；
将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；
其中，
将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆的目标位移增量；
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数；
控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量。
2.根据权利要求1所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，其特征在于，在所述控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括：
获取所述目标位移增量；
判断所述目标位移增量是否未超过预设安全阈值；
当判断结果为所述目标位移增量未超过预设安全阈值时，控制所述移动电机带动所述丝杆在水平方向转动所述目标位移增量；
当判断结果为所述目标位移增量超过预设安全阈值时，将所述目标位移增量替换为所述预设安全阈值。
3.根据权利要求1所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，所述轧机浇铸装置还包括调节组件，所述调节组件包括调节支架、调节杆及调节砣，两个所述调节支架设置于所述移动组件上，所述调节砣设置于两个所述调节支架之间，所述调节杆与所述调节支架以及调节砣活动连接，所述调节支架上设有感测装置，所述感测装置包括上光电开关与下光电开关，其特征在于，在所述控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量的步骤之前，所述方法还包括包括：
根据所述目标位移增量获取目标水平位移方向；
确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架为目标调节支架。
4.根据权利要求3所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，其特征在于，在所述确定与所述目标水平位移方向相反的调节支架为目标调节支架之后，所述方法还包括：
检测所述目标调节支架与所述调节砣的距离值是否在预设距离阈值内；
当检测结果为所述目标调节支架与所述调节砣的距离值不在预设距离阈值内时，确定所述目标调节支架的目标水平位移方向，获取所述目标调节支架与所述调节砣的目标距离值，并调节所述目标调节支架在所述目标水平位移方向位移目标距离值，从而控制所述目标距离值在预设距离阈值内；
当检测结果为所述目标调节支架与所述调节砣的距离值在预设距离阈值内时，检测所述调节砣在竖直方向是否处于最佳位置。
5.根据权利要求4所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，其特征在于，所述检测所述调节砣在竖直方向是否处于最佳位置的步骤包括：
按照预设时间间隔获取所述上光电开关与下光电开关的光信号；
根据所述光信号确定连通光信号的次数及断开光信号的次数；
当所述上光电开关与所述下光电开关的断开光信号的次数均小于第一预设次数阈值时，所述调节砣处于所述最佳位置的下方；
当所述上光电开关与所述下光电开关的连通光信号的次数均大于第二预设次数阈值时，所述调节砣处于所述最佳位置的上方。
6.根据权利要求5所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述调节砣处于所述最佳位置的下方时，控制所述升降组件在竖直方向下降至所述下光电开关出现连通光信号；
继续控制所述升降组件下降预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关与所述下光电开关之间距离的一半。
7.根据权利要求5所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述调节砣处于所述最佳位置的上方时，控制所述升降组件在竖直方向上升至所述上光电开关出现断开光信号；
继续控制所述升降组件上升预设距离，其中，所述预设距离为所述上光电开关与所述下光电开关之间距离的一半。
8.一种基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置，应用于液位控制系统，所述装置用于对轧机浇铸装置的液位数据进行存储及分析，其特征在于，所述轧机浇铸装置包括移动组件及流槽组件，所述移动组件包括相互连接的丝杆组件以及移动电机，所述丝杆组件包括丝杆以及移动平台，所述移动平台与所述丝杆连接，所述移动电机与所述丝杆连接，所述流槽组件包括浇铸机构，所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置包括：
通信单元，用于与当前液位数据的输出端进行通信；
处理器；以及
存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器执行，所述多个程序模块包括：
数据获取模块，用于获取所述浇铸机构中当前液位数据；
数据确定模块，用于确定上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及所述浇铸机构中下一时刻的液位期望值；
数据计算模块，用于将所述当前液位数据、上一时刻伪偏导数、上一时刻所述丝杆的位移增量及下一时刻的液位期望值按照公式(1)计算，得到当前时刻伪偏导数；
其中，
数据计算模块，还用于将所述当前时刻伪偏导数、当前液位数据以及下一时刻的液位期望值按照公式(2)计算，得到当前时刻所述丝杆的目标位移增量；
其中，δμ(k)为目标位移增量，ρ为可调节步长，λ为惩罚系数；
位移控制模块，用于控制所述移动电机带动所述丝杆转动所述目标位移增量。
9.根据权利要求8所述的基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制装置，其特征在于，所述液位控制系统包括当前液位数据的输出端，所述通信单元用于与所述当前液位数据的输出端进行通信，所述数据获取模块通过所述通信单元接收所述当前液位数据的输出端发送的当前液位数据。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述基于无模型自适应算法的轧机浇铸液位控制方法。
技术总结