[发明专利]基于卡尔曼滤波的结晶器控制系统状态估计方法

权利要求书

1.一种基于卡尔曼滤波的结晶器控制系统状态估计方法，其特征是该方法根据结晶器白噪声干扰条件下的离散状态方程，将结晶器过程干扰噪声矩阵和测量噪声矩阵转换为卡尔曼滤波器已知参数矩阵Q、R，利用结晶器时间更新和结晶器状态更新方程进行迭代运算获得当前结晶器状态估计值。

2.根据权利要求1所述的结晶器控制系统状态估计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）令结晶器噪声干扰条件下的离散状态方程形式为：

，

式中：是k时刻的结晶器状态值，是k时刻的结晶器输入值，是k时刻的结晶器输出，是k时刻的白噪声干扰值；令为列向量，为维列向量，为p维向量，为向量，则A为矩阵，B为矩阵，C为矩阵，F为矩阵，G为矩阵；

（2）令，其中表示的转置运算；

（3）令，其中表示的转置运算；

（4）令结晶器状态估计初始值先验估计协方差，其中为单位矩阵，为大于0的正实数；

（5）令结晶器状态估计初始值；

（6）结晶器时间更新方程为，，其中为k时刻状态x的先验估计，为k-1时刻状态x的后验估计，为k时刻状态x先验估计误差的协方差，为k-1时刻状态x的后验估计误差的协方差；

（7）结晶器状态更新方程为，，，其中表示对求逆矩阵，为；

（8）则k时刻的状态估计为；

经过上述步骤，实现基于卡尔曼滤波的结晶器控制系统状态估计。

3.根据权利要求1所述的结晶器控制系统状态估计方法，其特征在于利用结晶器过程噪声和测量噪声协方差矩阵Q、R，按照卡尔曼原理计算结晶器时间更新方程和结晶器状态更新方程，获得结晶器当前最佳状态估计。

4.权利要求1至3中任一权利要求所述结晶器控制系统状态估计方法的应用，其特征在于该方法用于钢铁冶金行业中连铸机结晶器控制系统的设计。