[发明专利]一种采用希尔伯特-黄变换预测连铸坯鼓肚变形量的方法

权利要求书

1.一种采用希尔伯特-黄变换预测连铸坯鼓肚变形量的方法，其特征在于，该方法采首先用希尔伯特-黄变换对液位信号进行经验模态分解和希尔伯特边际谱分析得到鼓肚频率，利用鼓肚频率确定鼓肚液位分量，根据其波动幅度预测鼓肚变形量，包括以下步骤：

第一步、采集结晶器液位信号

通过以太网直接读取结晶器液面控制系统检测到的液位信号，并同步采集铸机拉速浇铸工艺参数；

第二步、获取鼓肚频率

获取结晶器液位信号的各层本征模态函数C₁(t)～C_N(t)以及能够对鼓肚进行定位的频率，即鼓肚频率f_b；

第三步、确定鼓肚液位分量的波动幅度

计算结晶器液位各层本征模态函数C₁(t)～C_N(t)各自的边际谱，获得其各自对应的频率f_i，将与鼓肚频率f_b相同的f_i对应的本征模态函数称之为鼓肚液位分量，并确定其波动幅度H，具体包含以下步骤：

1)对各层本征模态函数进行希尔伯特谱分析，得到其各自对应的希尔伯特谱：

其中，a_i(t)、ω_i(t)分别表示第i层本征模态函数的瞬时幅值和瞬时频率，j表示虚数符号，N表示本征模态函数的层数，t为时间；

2)对各层本征模态函数的希尔伯特谱进行时间积分，得到其各自对应的边际谱：

绘制各层本征模态函数C₁(t)～C_N(t)的边际谱图，根据其边际谱图获取其各自能量峰值对应的频率f_i；

3)对比鼓肚频率f_b与频率f_i，将与f_b频率相同的f_i对应的本征模态函数C_i(t)称之为液位鼓肚分量，并确定C_i(t)的波动幅度H；

第四步、连铸坯鼓肚变形量的预测

基于由鼓肚引起的结晶器液位波动体积变化等于二冷区铸坯内部的钢液体积变化，可得到：

W·D·H＝d_bulging·W_L·L_B×2

式中，W、D分别表示铸坯的宽度、厚度，mm；H表示由鼓肚液位分量的波动幅度，mm；W_L表示鼓肚处液芯内腔的液相宽度，mm；L_B表示沿浇铸方向带有鼓肚的铸坯长度，d_bulging表示鼓肚变形量；

利用鼓肚液位分量的波动幅度预测鼓肚变形量：